專利名稱：制造具有納米結(jié)構(gòu)的襯底的方法、發(fā)光器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造具有納米結(jié)構(gòu)的襯底的方法、發(fā)光器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
普通發(fā)光二極管(LED)是應(yīng)用于各種產(chǎn)品的單波光源，這些產(chǎn)品例如但是不限于背光、信號(hào)光、通常的照明用途以及全色顯示器?；诘?GaN)和ZnO的材料具有較寬的直接躍遷型能帶間隙，正在對(duì)這些材料進(jìn)行大量的研究和開(kāi)發(fā)，并在最近將它們商業(yè)化為紫外(UV)、藍(lán)和綠波長(zhǎng)范圍的光源。
同時(shí)，在LED內(nèi)部產(chǎn)生的光發(fā)出到LED外部，但遺憾的是，在LED內(nèi)部產(chǎn)生的一些光在超過(guò)臨界角時(shí)因兩種材料、諸如LED和空氣之間的界面的反射而陷于LED內(nèi)部。換言之，以超過(guò)臨界角到達(dá)表面的光將不會(huì)穿過(guò)表面，而將經(jīng)歷全內(nèi)反射(TIR)。
換言之，現(xiàn)有構(gòu)造的LED具有光提取效率下降的缺點(diǎn)，并且已經(jīng)作出許多努力來(lái)改善這個(gè)缺點(diǎn)。
如圖1所示，在第一材料(10)和第二材料(20)之間出現(xiàn)的陷于LED內(nèi)的光由等式n1*sinθ1＝n2*sinθ2定義的Snell定律來(lái)說(shuō)明，發(fā)生，其中n1是第一材料的折射率，而n2是第二材料的折射率，θ1是入射角，而θ2是折射角。
根據(jù)Snell定律的等式，以比臨界角小的角入射到第一和第二材料(10，20)之間的界面的光穿過(guò)界面并發(fā)出到LED之外，但是角度大于臨界角的光從兩種材料之間的界面完全反射入LED并且陷于LED內(nèi)部，經(jīng)歷TIR。
有若干方法可改善光提取效率，下面說(shuō)明它們中的一些。
在一種用于改進(jìn)光提取效率的方法中，LED芯片被磨削成半球狀。換言之，發(fā)光器件的發(fā)光表面的形狀為半球，其中發(fā)光層位于中心。從半球狀發(fā)光器件的作用區(qū)中的一點(diǎn)發(fā)出的光以近正入射與半球界面交叉。于是，減少了全內(nèi)反射。然而，這種技術(shù)盡管是最好的光學(xué)選擇，但是這種技術(shù)單調(diào)乏味且浪費(fèi)材料。另外，在磨削過(guò)程期間引入的缺陷可能犧牲發(fā)光器件的可靠性和性能。
在另一種方法中，發(fā)光器件被封裝(密封)在具有圓頂或半球狀表面的材料中，盡管這很難制造。
在另一方法中，公開(kāi)了具有微孔腔結(jié)構(gòu)或共振腔結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件。但是這種方法需要在制造過(guò)程期間對(duì)于結(jié)構(gòu)層的厚度的非常精確的可控性以及可復(fù)制性，并且如果要從半導(dǎo)體將光有效地提取至空氣，這種方法具有發(fā)光器件的發(fā)射波長(zhǎng)應(yīng)精確匹配制造的孔腔模式的缺點(diǎn)。另一個(gè)缺點(diǎn)是，如果溫度或操作電流增加，則發(fā)光器件的發(fā)射波長(zhǎng)變化，從而顯著減少了光提取率。
最近開(kāi)發(fā)了一種更受歡迎的方法作為減少TIR及改進(jìn)整體光提取率的手段，這就是表面微造型。表面微造型技術(shù)是使內(nèi)部產(chǎn)生的光人工地發(fā)出的發(fā)光器件芯片的表面粗糙或者是包括發(fā)光表面的周期性圖案。表面微造型技術(shù)實(shí)際應(yīng)用于制造LED。
另外，還有一種已開(kāi)發(fā)并實(shí)際應(yīng)用的方法，即在生長(zhǎng)用于LED的發(fā)光結(jié)構(gòu)之前，在類似藍(lán)寶石的生長(zhǎng)襯底的生長(zhǎng)表面上形成圖案，例如帶、圈和透鏡，并且執(zhí)行LED結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)，以將生長(zhǎng)的發(fā)光結(jié)構(gòu)的晶格缺陷最小化并提高質(zhì)量，由此可以改進(jìn)LED的光提取效率。
已知的用于提高來(lái)自發(fā)光器件的光提取效率的表面粗糙及圖案化襯底的方法可以單獨(dú)使用，或者與已知的技術(shù)例如芯片形狀改變技術(shù)和環(huán)氧樹(shù)脂封裝聯(lián)合使用以便顯著地提高光提取效率。
同時(shí)，表面微造型和圖案化襯底技術(shù)通常是通過(guò)光刻法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即通過(guò)使用掩模曝光以及顯影、干法蝕刻或濕法蝕刻處理，在絕緣層上形成光致抗蝕劑(PR)圖案。
盡管現(xiàn)在正在開(kāi)發(fā)以微米精度圖案形成的襯底并將其應(yīng)用于產(chǎn)品，但是趨勢(shì)是需要納米精度圖案的實(shí)施及開(kāi)發(fā)，以提高光提取效率。
為了實(shí)現(xiàn)納米精度圖案，通常使用精確的光刻技術(shù)，諸如電子束光刻、激光全息照相和深紫外步進(jìn)機(jī)，但是存在產(chǎn)量低、系統(tǒng)成本高以及大規(guī)模生產(chǎn)能力差的缺點(diǎn)。于是，納米級(jí)精度的制造技術(shù)需要在制造過(guò)程中實(shí)施簡(jiǎn)單、產(chǎn)量高以及價(jià)格低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制造具有納米結(jié)構(gòu)的襯底的方法、一種發(fā)光器件及其制造方法，其中用于生長(zhǎng)發(fā)光器件(LED)的襯底形成有納米結(jié)塊，并且通過(guò)使用該結(jié)塊作為掩模而蝕刻襯底，以允許在襯底上形成納米結(jié)構(gòu)，從而能夠生長(zhǎng)晶體缺陷少、可靠性高和質(zhì)量好的發(fā)光結(jié)構(gòu)，并且其中發(fā)光結(jié)構(gòu)以納米結(jié)構(gòu)形成，以提高光提取效率。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造具有納米結(jié)構(gòu)的襯底的方法、一種發(fā)光器件及其制造方法，其中使用簡(jiǎn)單的熱處理米形成納米結(jié)塊，并且用該納米結(jié)塊作掩模來(lái)蝕刻襯底，以允許簡(jiǎn)單且低成本地在襯底上形成納米結(jié)構(gòu)。
在一個(gè)一般的方面中，制造具有納米結(jié)構(gòu)的襯底的方法包括在襯底上形成保護(hù)膜；在保護(hù)膜上形成包括金屬的薄膜層；對(duì)包括金屬的薄膜層執(zhí)行熱處理；在保護(hù)膜上形成多個(gè)納米結(jié)塊；用多個(gè)納米結(jié)塊作掩模來(lái)蝕刻保護(hù)膜；除去多個(gè)納米結(jié)塊；用蝕刻的保護(hù)膜作掩模來(lái)蝕刻襯底頂面，以在襯底上形成多個(gè)納米結(jié)構(gòu)；以及除去保護(hù)膜。
在另一個(gè)一般的方面中，制造發(fā)光器件的方法包括在襯底上形成多個(gè)納米結(jié)構(gòu)；在多個(gè)納米結(jié)構(gòu)上形成發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)包括具有第一極性的第一半導(dǎo)體層、活性層和具有與第一半導(dǎo)體層的第一極性相反的極性的第二半導(dǎo)體層；在發(fā)光結(jié)構(gòu)上形成支架；從發(fā)光結(jié)構(gòu)除去襯底；除去支架；在發(fā)光結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體層的底面上形成第一電極；以及在第二半導(dǎo)體層上形成第二電極。
在再一個(gè)一般的方面中，發(fā)光器件包括第一半導(dǎo)體層，具有多個(gè)納米結(jié)構(gòu)和第一極性；在第一半導(dǎo)體層的頂面上形成的活性層；在活性層的頂面上形成的第二半導(dǎo)體層，具有與第一極性相反的極性；在第一半導(dǎo)體層的底面上形成的第一電極；以及在第二半導(dǎo)體層的頂面上形成的第二電極。


圖1是顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在兩種不同材料之間的界面折射的光的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明制造的形成有納米結(jié)構(gòu)的襯底的示例性實(shí)施例的示意性透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明制造的形成有納米結(jié)構(gòu)的襯底的另一示例性實(shí)施例的示意性透視圖；
圖4a～4g是根據(jù)本發(fā)明的形成有納米結(jié)構(gòu)的襯底的制造方法的截面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的形成有納米結(jié)構(gòu)的襯底的示例性SEM(掃描電子顯微鏡)圖；圖6是據(jù)本發(fā)明的采用形成有納米結(jié)構(gòu)的襯底的發(fā)光器件的實(shí)施例的截面圖；圖7a～7e是根據(jù)本發(fā)明的制造發(fā)光器件的方法的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明優(yōu)選實(shí)施例。
圖2是根據(jù)本發(fā)明制造的形成有納米結(jié)構(gòu)的襯底的示例性實(shí)施例的示意性透視圖，其中襯底(100)在其頂面形成有多個(gè)納米桿(105)，并且該多個(gè)納米桿(105)包括納米結(jié)構(gòu)。
每個(gè)納米桿(105)的尺寸為10nm～2000nm，并且，盡管圖2中示出納米桿是規(guī)則的，但是納米桿可以不規(guī)則排列。
圖3是根據(jù)本發(fā)明制造的形成有納米結(jié)構(gòu)的襯底的另一示例性實(shí)施例的示意性透視圖，其中襯底(100)在其頂面形成有多個(gè)槽(135)，并且該多個(gè)槽(135)也是納米結(jié)構(gòu)的。
圖4a～4g是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明形成有納米結(jié)構(gòu)的襯底的制造方法的截面圖，其中襯底(100)在其頂面形成有保護(hù)膜(110)，如圖4a所示，并且襯底(100)優(yōu)選地是藍(lán)寶石襯底。優(yōu)選地，保護(hù)膜(110)是SiO2或SiN，它們是易于通過(guò)干法蝕刻或濕法蝕刻形成圖案且易于在隨后的過(guò)程中除去的材料。
同時(shí)，沉積在襯底(100)上的保護(hù)膜(110)的厚度優(yōu)選地是300nm。隨后，在保護(hù)膜(110)頂面形成有包括金屬的薄膜層(120)(圖4b)。此時(shí)，包括金屬的薄膜層(120)不僅可以是包括非常少量金屬的薄膜層，而且可以是僅包括金屬的薄膜層。
優(yōu)選地，包括金屬的薄膜層(120)通過(guò)電子束蒸發(fā)方法而形成具有厚度為幾納米到幾十納米的金屬。保護(hù)膜(110)不僅阻止包括蒸發(fā)的金屬的薄膜層(120)擴(kuò)散入襯底(100)或與其反應(yīng)，而且還將熱處理期間制造的每個(gè)結(jié)塊的大小控制在納米級(jí)別。
參考圖4c，包括金屬的薄膜層隨后被熱處理，以允許在保護(hù)膜(110)上形成多個(gè)結(jié)塊(125)，它們每一個(gè)都是納米大小。此時(shí)，優(yōu)選地包括金屬的薄膜層的熱處理通過(guò)快速熱處理設(shè)備(諸如快速熱處理裝置或爐)而在100℃～2,000℃范圍中進(jìn)行。
同時(shí)，利用包括金屬的薄膜層的厚度、熱處理期間的溫度或者保護(hù)膜的厚度，可以控制每一結(jié)塊(125)的大小。優(yōu)選地，在保護(hù)膜(110)頂面上形成的多個(gè)結(jié)塊(125)的每一個(gè)的寬度都被控制在10nm～2,000nm范圍內(nèi)。
多個(gè)結(jié)塊(125)可以不規(guī)則地形成在保護(hù)膜(110)上，即，聚集成一團(tuán)或者各自連結(jié)的若干團(tuán)。于是，每一個(gè)的尺寸以及它們之間的具體距離無(wú)需以預(yù)定的數(shù)值來(lái)形成。
隨后，使用該多個(gè)結(jié)塊(125)作為掩模蝕刻保護(hù)膜(110)(圖4d)。優(yōu)選地，通過(guò)執(zhí)行反應(yīng)離子刻蝕(RIE)處理蝕刻保護(hù)膜(110)。很顯然，可以利用除了RIE刻蝕處理之外的多種其它干法蝕刻處理來(lái)蝕刻保護(hù)膜(110)。
換言之，根據(jù)這樣說(shuō)明的制造方法的蝕刻處理的優(yōu)點(diǎn)在于，與實(shí)現(xiàn)納米單位尺寸的方法，諸如包括現(xiàn)有的光刻法、電子束光刻、激光全息照相、深紫外步進(jìn)機(jī)的光刻法技術(shù)相比，它容易且可以以較少的制造成本獲得高產(chǎn)量。然后除去多個(gè)結(jié)塊(125)(圖4e)。多個(gè)結(jié)塊可以通過(guò)干法蝕刻或濕法蝕刻處理而除去。然后，使用蝕刻的保護(hù)膜(115)作為掩模蝕刻襯底(100)的頂面，以在襯底(100)的頂面上形成多個(gè)納米桿(105)(圖4f)。
此時(shí)，襯底(100)上形成的多個(gè)納米桿(105)中的每一個(gè)的寬度都被控制在10nm～2,000nm范圍內(nèi)，與結(jié)塊相同。同樣，可以利用RIE方法或其它干法蝕刻方法蝕刻襯底(100)。
同時(shí)，由于延長(zhǎng)通過(guò)蝕刻襯底(100)的頂面形成的多個(gè)納米桿(105)有利于對(duì)光的折射和反射，所以襯底越深，光的折射和反射就越有效。
然而，最好恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整和蝕刻襯底(100)的深度，以不影響襯底的支持力。最后，除去保護(hù)膜(115)(圖4g)，這結(jié)束了形成有多個(gè)作為一種納米結(jié)構(gòu)的納米桿的襯底的制造。
在上述處理中，如果結(jié)塊的聚集狀態(tài)得到控制，那么在襯底上可以形成納米槽(或納米桿)的結(jié)構(gòu)或者納米桿與納米槽的混合結(jié)構(gòu)。換言之，如果形成結(jié)塊以允許其某些部分連結(jié)至其它部分，那么在未連結(jié)的結(jié)塊的部分就形成了空間，并且暴露于該空間的襯底可以被蝕刻以在其上形成多個(gè)槽。
于是，發(fā)光器件外延層在形成有納米結(jié)構(gòu)、例如納米桿和納米槽的襯底上的生長(zhǎng)具有以下優(yōu)點(diǎn)可以減小晶體缺陷，并且可以實(shí)現(xiàn)具有改進(jìn)的內(nèi)部量子效率和可靠性的高質(zhì)量的發(fā)光器件。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，來(lái)自襯底的折射和反射可以得到提高，從而增加光提取效率和光輸出。
盡管上面根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例僅僅說(shuō)明了形成有納米結(jié)構(gòu)的襯底的制造方法，其中保護(hù)膜形成在襯底上，包括金屬的薄膜層形成在保護(hù)膜上，并且之后進(jìn)行熱處理以形成納米結(jié)塊，但是形成有納米結(jié)構(gòu)的襯底也可以以與上述示例性實(shí)施例相反的順序制造，其中首先執(zhí)行熱處理以通過(guò)形成包括金屬的薄膜層而形成納米結(jié)塊，然后這樣形成的結(jié)塊被用作掩模。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的形成有納米結(jié)構(gòu)的襯底的示例性SEM(掃描電子顯微鏡)圖，其中在襯底(100)的頂面形成有納米桿(105)，并且襯底(100)優(yōu)選地是藍(lán)寶石襯底。
圖6是據(jù)本發(fā)明的采用形成有納米結(jié)構(gòu)的襯底的發(fā)光器件的實(shí)施例的截面圖，其中形成有納米結(jié)構(gòu)的襯底用于形成水平發(fā)光器件，一電極設(shè)置在該發(fā)光器件的頂面。
發(fā)光器件是發(fā)光結(jié)構(gòu)，其包括其上形成有多個(gè)納米結(jié)構(gòu)的襯底；襯底上形成的且具有第一極性的第一半導(dǎo)體層；活性層；和具有與第一極性相反的極性的第二半導(dǎo)體層，其中第一極性優(yōu)選地是n型。
該發(fā)光結(jié)構(gòu)包括在襯底上形成的且在其上部以預(yù)定深度蝕刻的n型半導(dǎo)體層；在n型半導(dǎo)體的除了蝕刻的上部之外的其余部分形成的活性層；和在活性層上形成的p型半導(dǎo)體層，其中n型和p型半導(dǎo)體優(yōu)選的是GaN(氮化鎵)半導(dǎo)體層。
進(jìn)一步參考圖6，該發(fā)光器件包括其上形成有納米桿(205)的襯底(200)；在襯底(200)上形成的且其上部被部分除去的n型GaN層(210)；在未除去的n型GaN層上形成的活性層(220)；在活性層(220)上形成的p型GaN層(230)；在除去的n型GaN層上形成的第一電極(240)；和在p型GaN層(230)上形成的第二電極(250)，其中在n型GaN層(210)下面形成有多個(gè)納米桿狀的槽，它們每一個(gè)的寬度都優(yōu)選地在10nm～2000nm范圍內(nèi)。
圖7a～7e是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明制造發(fā)光器件的方法的截面圖，其中將說(shuō)明用于制造垂直發(fā)光器件的方法，該方法能夠使用形成有納米結(jié)構(gòu)的襯底在發(fā)光結(jié)構(gòu)上形成納米結(jié)構(gòu)。
換言之，具有在發(fā)光結(jié)構(gòu)的第二半導(dǎo)體層的頂面上或者在發(fā)光結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體層的底面上的納米結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件包括具有第一極性的第一半導(dǎo)體層；活性層；和具有與第一極性相反的極性的第二半導(dǎo)體層，從而能夠增加光提取效率。
更具體地，多個(gè)納米結(jié)構(gòu)首先形成在襯底(300)上(圖7a)，其中納米結(jié)構(gòu)是納米桿(305)，并且以如圖4a～4g所示的相同方法形成該多個(gè)納米結(jié)構(gòu)。
隨后，在具有多個(gè)納米結(jié)構(gòu)的襯底(300)上形成發(fā)光器件(370)，其包括具有第一極性的第一半導(dǎo)體層(310)；活性層(320)；和具有與第一極性相反的極性的第二半導(dǎo)體層(330)(圖7b)。然后在發(fā)光結(jié)構(gòu)(370)上形成支架(340)(圖7c)。這樣形成支架(340)以便在隨后的處理中要分離襯底(300)時(shí)支持發(fā)光結(jié)構(gòu)(370)。
然后，襯底(300)與發(fā)光結(jié)構(gòu)(370)分離。襯底(300)的分離通過(guò)現(xiàn)有的LLO(激光剝離)處理而執(zhí)行。
最后，除去支架(340)，并且在發(fā)光結(jié)構(gòu)(370)的第一半導(dǎo)體層(310)下形成第一電極(350)，在第二半導(dǎo)體層(360)上形成第二電極(360)(圖7e)。
上述處理的結(jié)束改進(jìn)了垂直發(fā)光器件的制造，并且在第一半導(dǎo)體層(310)下面形成有納米結(jié)構(gòu)，由此提高了光提取效率和光輸出。
另外，垂直型發(fā)光器件包括第一半導(dǎo)體層(310)，具有第一極性并且在其底面形成有多個(gè)納米結(jié)構(gòu)；在第一半導(dǎo)體層(310)的頂面上形成的活性層(320)；在活性層(320)的頂面上形成且具有與第一極性相反的極性的第二半導(dǎo)體層(330)；在第一半導(dǎo)體層(310)的底面上形成的第一電極(350)；和在第二半導(dǎo)體層(330)的頂面上形成的第二電極(360)。
此時(shí)，第一電極(350)可以形成在第一半導(dǎo)體層(310)的底面的部分或整個(gè)區(qū)域，同樣，第二電極(360)可以形成在第二半導(dǎo)體層(330)的頂面的部分或整個(gè)區(qū)域。
這些電極的設(shè)計(jì)可以自由改變，以進(jìn)一步提高發(fā)光器件的光特性。
另外，電極的主要任務(wù)是向活性層提供空穴和電子，并且可以在第一電極(350)和第一半導(dǎo)體層(310)之間或者第二電極(360)和第二半導(dǎo)體層(330)之間插入附加的層，以提高發(fā)光器件的性能。
例如，第二電極可以由反射歐姆電極和金屬層構(gòu)成，其中反射歐姆電極可以形成在第二半導(dǎo)體層(330)的頂面上。
如果反射歐姆電極形成在第二半導(dǎo)體層(330)的頂面的整個(gè)區(qū)域，那么射向垂直發(fā)光器件中的第二半導(dǎo)體層(330)的頂面的光從反射歐姆電極反射，以發(fā)出到第一半導(dǎo)體層(310)的底面，從而由活性層(320)產(chǎn)生的光的大部分被發(fā)出到第一半導(dǎo)體層(310)的底面。
進(jìn)一步，可以以這樣的方式實(shí)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)，即，第二電極(360)由反射歐姆電極和金屬層構(gòu)成，其中反射歐姆電極形成在第二半導(dǎo)體層(330)的頂面上，并且金屬層在其上形成有支架。
于是，用于制造這樣構(gòu)造的垂直發(fā)光器件的方法包括在發(fā)光結(jié)構(gòu)上形成反射歐姆電極和金屬層；在金屬層上形成支架；除去襯底；以及在發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面上形成另一電極。于是，經(jīng)過(guò)制造處理的垂直發(fā)光器件保留支架。
盡管已經(jīng)參考示例性實(shí)施例特別顯示并說(shuō)明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式和細(xì)節(jié)上作出多種改變，而不脫離所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的精神及范圍。
上述根據(jù)本發(fā)明的制造具有納米結(jié)構(gòu)的襯底的方法、發(fā)光器件及其制造方法的優(yōu)點(diǎn)在于，用于生長(zhǎng)發(fā)光器件(LED)的襯底形成有納米結(jié)塊，并且通過(guò)將結(jié)塊用作掩模蝕刻襯底以允許納米結(jié)構(gòu)形成在襯底上，從而能夠生長(zhǎng)晶體缺陷減少、可靠性提高、高質(zhì)量的發(fā)光結(jié)構(gòu)，并且發(fā)光結(jié)構(gòu)形成有納米結(jié)構(gòu)，以便能夠提高光提取效率。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)塊是使用簡(jiǎn)單的熱處理工藝形成的，并且襯底是通過(guò)將結(jié)塊用作掩模而蝕刻的，從而能夠簡(jiǎn)單且低成本地在襯底上形成納米結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種制造具有納米結(jié)構(gòu)的襯底的方法，包括在所述襯底上形成保護(hù)膜；在所述保護(hù)膜上形成包括金屬的薄膜層；對(duì)所述包括金屬的薄膜層執(zhí)行熱處理；在所述保護(hù)膜上形成多個(gè)納米結(jié)塊；用所述多個(gè)納米結(jié)塊作掩模來(lái)蝕刻所述保護(hù)膜；除去所述多個(gè)納米結(jié)塊；用所述蝕刻的保護(hù)膜作掩模來(lái)蝕刻所述襯底的頂面，以在所述襯底上形成多個(gè)納米結(jié)構(gòu)；以及除去所述保護(hù)膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述納米結(jié)構(gòu)是納米桿、納米槽或納米桿與納米槽的混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述襯底是藍(lán)寶石襯底。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述包括金屬的薄膜層的熱處理是由快速熱處理裝置或爐執(zhí)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)納米結(jié)塊中每一個(gè)的寬度在10nm～2,000nm的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述包括金屬的薄膜層的熱處理是在100℃～2,000℃的范圍內(nèi)進(jìn)行的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述保護(hù)膜和所述襯底是通過(guò)執(zhí)行反應(yīng)離子刻蝕(RIE)處理而被蝕刻的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述保護(hù)膜是SiO2或SiN。
9.一種制造發(fā)光器件的方法，包括在襯底上形成多個(gè)納米結(jié)構(gòu)；在所述多個(gè)納米結(jié)構(gòu)上形成發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包括具有第一極性的第一半導(dǎo)體層、活性層和具有與所述第一半導(dǎo)體層的第一極性相反的極性的第二半導(dǎo)體層；在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上形成支架；從所述發(fā)光結(jié)構(gòu)中除去所述襯底；除去所述支架；在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的所述第一半導(dǎo)體層的底面上形成第一電極；以及在所述第二半導(dǎo)體層上形成第二電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述在襯底上形成多個(gè)納米結(jié)構(gòu)包括在所述襯底上形成保護(hù)膜；在所述保護(hù)膜上形成包括金屬的薄膜層；對(duì)所述包括金屬的薄膜層進(jìn)行熱處理，以在所述保護(hù)膜上形成多個(gè)納米結(jié)塊；用所述多個(gè)納米結(jié)塊作掩模來(lái)蝕刻所述保護(hù)膜；除去所述多個(gè)納米結(jié)塊；用所述蝕刻的保護(hù)膜作掩模來(lái)蝕刻所述襯底的頂面，由此在所述襯底上形成多個(gè)納米結(jié)構(gòu)；以及除去所述保護(hù)膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述保護(hù)膜是SiO2或SiN。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述多個(gè)納米結(jié)塊中每一個(gè)的寬度在10nm～2,000nm的范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述納米結(jié)構(gòu)是納米桿、納米槽或納米桿與納米槽的混合。
14.一種發(fā)光器件，包括第一半導(dǎo)體層，具有多個(gè)納米結(jié)構(gòu)和第一極性；在所述第一半導(dǎo)體層的頂面上形成的活性層；在所述活性層的頂面上形成的第二半導(dǎo)體層，具有與所述第一極性相反的極性；在所述第一半導(dǎo)體層的底面上形成的第一電極；以及在所述第二半導(dǎo)體層的頂面上形成的第二電極。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光器件，其中所述納米結(jié)構(gòu)是納米桿、納米槽或納米桿與納米槽的混合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光器件，所述多個(gè)納米桿中每一個(gè)的寬度在10nm～2,000nm的范圍內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光器件，其中所述第一極性是n型的。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光器件，其中所述第二電極包括反射歐姆電極和金屬層，其中所述反射歐姆電極形成在所述第二半導(dǎo)體層的頂面上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)光器件，其中所述金屬層在其上還包括支架。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光器件，其中所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層是GaN半導(dǎo)體。
全文摘要
一種制造具有納米結(jié)構(gòu)的襯底的方法、使用該結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件及其制造方法，其中用于生長(zhǎng)發(fā)光器件的襯底形成有納米結(jié)塊，并且通過(guò)使用該結(jié)塊作為掩模而蝕刻襯底，以允許在襯底上形成納米結(jié)構(gòu)，從而能夠生長(zhǎng)晶體缺陷減少、可靠性提高、質(zhì)量好的發(fā)光結(jié)構(gòu)，并且其中發(fā)光結(jié)構(gòu)以納米結(jié)構(gòu)形成，以提高光提取效率。
文檔編號(hào)H01L33/32GK1983657SQ20061017006
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日
發(fā)明者金鐘旭, 曹賢敬 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社, Lg伊諾特有限公司