4.1.3 採用 CMP 法製造垂直結構 LED
本論文提出了一種採用化學機械研磨方法移除藍寶石基板製造垂直結構發光二極管 的製程方法並製造出了移除藍寶石基板的垂直結構 LED 晶粒，並進行了測試。測試結果 顯示晶粒能夠均勻發光，但是正向電壓偏高，20mA 下達到 6V 左右，顯示晶粒的電學特 性仍然需要改進。晶粒的反向漏電正常，說明整個元件製作過程中鈍化層對量子井的保 護有效，整個元件加工製程也沒有對樣品產生損傷。
4.1.4 類金剛石碳(DLC)
針對多晶鑽石層在生長過程中由於高溫和氫氣環境對樣品產生的損傷，本論文尋找了 一種能夠在較低溫度下生長的研磨停止層材料，類金剛石碳（DLC）材料。實驗證實此 種材料的生長溫度為 160 度左右。電子顯微鏡照片顯示 DLC 材料能夠均勻的覆蓋在樣品 表面。本論文也提出了一個採用 DLC 為研磨停止層的垂直結構發光二極管製造製程流 程。採用該流程的樣品在電學特性測試上具有比採用多晶鑽石層製程樣品在 20mA 的測 試電流下有更低的正向電壓。說明 DLC 的低溫生長製程對半導體樣品的損傷較小，是 CMP 製造垂直結構 LED 中較可行的製程方案。該製程仍然需要進一步實驗改善。
4.2 未來研究方向
下一步的研究方向將整合磊晶生長使 LED 的磊晶結構更加適合垂直結構 LED 的特性。
這其中包括在磊晶生長時調整氮化鎵緩沖層的結構和厚度，最大程度的降低藍寶石基板 剝離是產生的結構損傷。
下一步的磊晶調整實驗也會試圖將研磨停止層材料直接生長在藍寶石基板上，以減少 在晶片製程中生長研磨停止層對樣品形成的損傷。也會嘗試在藍寶石基板上直接生長化 學剝離層，例如 CrN 或 ZnO 結構，在採用 CMP 將藍寶石基板減薄至一定程度之後，採用 化學剝離的方式移除藍寶石基板，減少製程時間以及樣品的損傷。晶片製程中將會引入 更多增加元件發光效率的結構，這些結構包括表面粗化結構例如表面微透鏡或光子晶體 結構，反射鏡結構等。晶粒的光電特性也需要進一步實驗改善。
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