【11】證書號數：I392116 【45】公告日： 中華民國 102 (2013) 年 04 月 01 日 【51】Int. Cl.： H01L33/00 (2010.01) 發明 全 9 頁 【54】名 稱：具有奈米柱陣列之發光二極體及其製造方法 【21】申請案號：097129647 【22】申請日： 中華民國 97 (2008) 年 08 月 05 日 【11】公開編號：201007974 【43】公開日期： 中華民國 99 (2010) 年 02 月 16 日 【72】發 明 人： 劉全璞 (TW) LIU, CHUAN PU；吳尚恩 (TW) WU, SHANG EN；黃郁文 (TW)
HUANG, YU WEN
【71】申 請 人： 國立成功大學 NATIONAL CHENG KUNG
UNIVERSITY 臺南市東區大學路 1 號 【74】代 理 人： 郭雨嵐；林發立 【56】參考文獻： TW I243433 TW 200832739 TW I297959
S.-E. Wu et al., "Fabrication of nanopillars comprised of InGaN/GaN multiple quantum wells by focused ion beam milling", Japanese Journal of Applied Physics Vol. 47, No. 6, 2008/06/20, pp. 4906-4908) 審查人員：孫建文 [57]申請專利範圍 1. 一種具有奈米柱陣列之發光二極體之製造方法，其步驟包含：(a)提供一基板；(b)於前述 基板上披覆一晶核層；(c)於前述晶核層上披覆一 n 型半導體層；(d)於前述 n 型半導體上 披覆一量子井層；(e)於前述量子井層上披覆一 p 型半導體層；(f)對該 n 型半導體層、量 子井層及 p 型半導體層進行乾式蝕刻，使該晶核層上形成一表面含有非晶質層及/或損壞 層之奈米柱陣列；及(g)對前述表面含有非晶層及/或損壞層之奈米柱陣列進行濕式蝕刻， 以形成一不含有非晶質層及/或損壞層之奈米柱陣列之發光二極體。 2. 如申請專利範圍第 1 項所述之方法，其中前述基板係為藍寶石、玻璃、矽、SiC 或 ZnO 基板。 3. 如申請專利範圍第 1 項所述之方法，其中前述晶核層係為氮化物。 4. 如申請專利範圍第 3 項所述之方法，其中前述氮化物係為 GaN。 5. 如申請專利範圍第 1 項所述之方法，其中前述 n 型半導體層係為摻雜有矽元素的 GaN。 6. 如申請專利範圍第 1 項所述之方法，其中前述量子層係為氮化物。 7. 如申請專利範圍第 6 項所述之方法，其中前述氮化物係為 複數個 Inx Ga1－x N 及複數個 GaN 相互交替所形成的多重量子井，其中 0<x≦1。 8. 如申請專利範圍第 1 項所述之方法，其中前述 p 型半導體層係為摻雜有鎂元素的 GaN。 9. 如申請專利範圍第 1 項所述之方法，其中前述乾式蝕刻係為聚焦離子束蝕刻。 10. 如申請專利範圍第 9 項所述之方法，其中前述聚焦離子束蝕刻係使用聚焦離子束與掃描 式電子顯微鏡混合式系統(FIB－SEM hybrid system)來進行。
-11. 如申請專利範圍第 1 項所述之方法，其中前述濕式蝕刻所使用之溶液係為氫氟酸、磷 酸、氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。 12. 如申請專利範圍第 11 項所述之方法，其中前述濕式蝕刻所使用之溶液係為溶於乙二醇的 KOH 溶液。 13. 如申請專利範圍第 1 項所述之方法，其中前述濕式蝕刻係於 90~140℃進行。 14. 如申請專利範圍第 12 項所述之方法，其中前述 KOH 溶液之濃度係為 10 wt%~50 wt%。 15. 如申請專利範圍第 1 項所述之方法，其中前述披覆之方法係為汽液固(VLS)製程、分子束 磊晶、有機金屬化學氣相沉積法或有機氫化物氣相沉積法。 16. 如申請專利範圍第 1 項所述之方法，其中前述步驟(g)之奈米柱陣列中之各個奈米柱間之 距離係為 0.01~0.05μm。 17. 如申請專利範圍第 1 項所述之方法，其中前述步驟(g)之奈米柱陣列中之各個奈米柱之直 徑係為 0.01~0.2μm。 18. 一種具有奈米柱陣列之發光二極體，其特徵為：該發光二 極體之奈米柱陣列不含有非晶 質層及/或損壞層。 19. 如申請專利第 18 項所述之發光二極體，其係藉由申請專利範圍第 1 項所述之方法來製 成。 圖式簡單說明 第一圖 A 係為比較例 1 奈米柱之 SEM 影像圖。 第一圖 B 係為比較例 2 奈米柱之 SEM 影像圖。 第二圖 A 係為實施例 1 奈米柱之 SEM 影像圖。 第二圖 B 係為實施例 2 奈米柱之 SEM 影像圖。 第三圖 A 係為實施例 1 奈米柱之 SEM 放大影像圖。 第三圖 B 係為實施例 2 奈米柱之 SEM 放大影像圖。 第四圖係為實施例 1 發光二極體及比較例 1 發光二極體之 CL 光譜圖。 第五圖係為實施例 2 發光二極體及比較例 2 發光二極體之 CL 光譜圖。 第六圖係為實施例 3 奈米柱之 SEM 影像圖。 第七圖係為實施例 2 中的單根奈米柱表面之高解析 TEM 影像圖。
第八圖係為 LED 多層結構薄膜、經 FIB 刻寫後未經 KOH 處理之具有奈米柱陣列之 LED， 及經 FIB 刻寫及 KOH 處理之具有奈米柱陣列之 LED 三者的 CL 光譜比較圖。
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