製備微透鏡型圖案化矽氧化層藍寶石基板用以成長氮化鎵發光二極體

Abstract

本論文為研究藍寶石基板上的乾蝕刻圖案化矽氧化層。藉以突破現今圖案化藍寶石基板的專利問題。圖案化矽氧化層藍寶石基板可提供氮化鎵側向磊晶成長，與光萃取效率的增加。再配合磊晶成長之複雜度的降低與減少乾蝕刻對基板的損傷，得到良好的氮化鎵磊晶層品質。 實驗中共有兩種矽氧化層藍寶石基板。一為高度2微米的方型圖案化矽氧化層藍寶石基板。另一為高度為0.7微米的微透鏡型圖案化矽氧化層藍寶石基板。發現高度為0.7微米的微透鏡型圖案化矽氧化層藍寶石基板具有明顯較佳的氮化鎵覆蓋情形與發光特性。 此外，比起圖案化藍寶石基板進行氮化鎵磊晶層品質的比較，SEM結果發現微透鏡型圖案化矽氧化層藍寶石基板除了在表面有較多未癒合完全的區域外，其他區域皆與圖案化藍寶石基板一樣具有良好的氮化鎵磊晶層品質與覆蓋情形。同時兩者具有十分接近的蝕刻孔密度。表面有較多未癒合完全的區域，因此在XRD ω-scan 結果中，微透鏡型圖案化矽氧化層藍寶石基板相較於圖案化藍寶石基板具有略高的半高寬值。利用TEM進行氮化鎵磊晶層的微結構分析，發現微透鏡型圖案化矽氧化層藍寶石基板與圖案化藍寶石基板具有相同之氮化鎵磊晶成長機制。同時在PL的量測結果下，微透鏡型圖案化矽氧化層藍寶石基板與圖案化藍寶石基板皆具有良好的藍光發光情形。