專利名稱：具氧化鋅緩沖層的鋁酸鋰基板結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具氧化鋅緩沖層的鋁酸鋰基板結(jié)構(gòu)，其利用鋁酸鋰 (LiA102)為基板成長非極性(non-polar)氧化鋅，并由其結(jié)構(gòu)間的相似 性，使氧化鋅具同一方向以有效消除量子局限史塔克效應(yīng)(Quantum Confined Stark Effect, QCSE)。
背景技術(shù)：
目前具有廣闊應(yīng)用前景和巨大市場潛力的短波長發(fā)光組件，如藍(lán)光發(fā) 光二極管(Light Emitting Diode， LED)及藍(lán)光鐳射發(fā)光二極管(Laser Diode, LD)，盡管其在近年來以氮化鎵(GaN)為基礎(chǔ)的藍(lán)綠光組件制備方 面取得了突破性進展，但氮化物組件的質(zhì)量和壽命仍然沒有達到令人滿意 的程度，其中主要原因是缺乏與該氮化鎵相匹配的理想襯底材料。目前氧化鋅做的LED并不普及，無法跟氮化鎵相比，亦缺乏與其相匹 配的理想襯底材料。請參閱圖3所示，為現(xiàn)有氧化鋅成長示意圖。如圖所 示今以一藍(lán)寶石(Sa卯hire)基板3 1 ，并在該藍(lán)寶石基板3 1上成長 一氧化鋅層3 2為例。由于該氧化鋅層3 2與該藍(lán)寶石基板3 1晶格常數(shù) 不匹配所導(dǎo)致的應(yīng)變(strain)將會造成壓電電場約在百萬伏特/平方公 分(MV/cm2)等級，造成該藍(lán)寶石基板3 l上方的壓電系數(shù)大，經(jīng)由量子 局限史塔克效應(yīng)，致使電子和電洞的波函數(shù)(wave-function)會在內(nèi)建電 場沿c軸空間中分開造成遮蔽電場(screening field),因此使晶格的平 衡位置改變，造成其失配率高達13.6%，以致晶體接口質(zhì)量變差，進而影 響后續(xù)制程的組件性能下降。故， 一般習(xí)用者無法符合使用者于實際使用時所需。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種 具氧化鋅緩沖層的鋁酸鋰基板結(jié)構(gòu)，利用該鋁酸鋰為基板成長非極性氧化 鋅，并由其結(jié)構(gòu)間的相似性，使氧化鋅具同一方向以有效消除量子局限史 塔克效應(yīng)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種具氧化鋅 緩沖層的鋁酸鋰基板結(jié)構(gòu)，其包括一基板，所述基板為鋁酸鋰基板，該鋁 酸鋰基板上成長一氧化鋅緩沖層，該氧化鋅緩沖層為一單晶薄膜。藉此，利用該鋁酸鋰基板成長非極性氧化鋅，并由其結(jié)構(gòu)間的相似 性，使氧化鋅具同一方向以有效消除量子局限史塔克效應(yīng)，以提升后續(xù)光 學(xué)組件的發(fā)光效率。


圖1是本發(fā)明的鋁酸鋰基板示意圖。圖2是本發(fā)明成長氧化鋅緩沖層的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是已知基板成長氧化鋅的結(jié)構(gòu)示意圖。標(biāo)號說明鋁酸鋰基板2 1 氧化鋅緩沖層2 2藍(lán)寶石基板3 1 氧化鋅層3 具體實施例方式請參閱圖1-圖2所示，分別為本發(fā)明的鋁酸鋰基板示意圖及本發(fā)明成 長氧化鋅緩沖層的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示本發(fā)明為一種具氧化鋅緩沖層 的鋁酸鋰基板結(jié)構(gòu)，至少包括一鋁酸鋰(Lithium Aluminum 0xide， LiA102)基板2 l及一氧化鋅緩沖層2 2，可有效消除量子局限史塔克效 應(yīng)(Quantum Confined Stark Effect, QCSE)，以提升后續(xù)光學(xué)組件的發(fā) 光效率。該鋁酸鋰基板2 l可進一步為鋁酸鈉(Sodium Aluminum Oxide, NaA102)、鎵酸鋰(Lithium Galium Oxide, LiGa02)、硅酸鈉(Sodium Silicon Oxide, Na2Si03 )、硅酸鈉鋅(Sodium Zinc Silicon Oxide, Na2ZnSi04)、硅酸鋰(Lithium Silicon Oxide， Li2Si03 )、硅酸鋰鋅 (Lithium Zinc Silicon Oxide， Li2ZnSi04 )、 硅酸鋰鎂(Lithium Magnesium Silicon Oxide, Li2MgSi04 )、 石圭酸鋰鎘 (Lithium Cadmium Silicon Oxide, Li2CdSi04 )、 鍺酸鈉 (Sodium Germanium Oxide, Na2Ge03)、鍺酸鈉鋅(Sodium Zinc Germanium Oxide, Na2ZnGe04)、鍺酸鈉 鎂(Sodium Magnesium Germanium Oxide, Na2MgGe04)、鍺酸鋰(LithiumGermanium Oxide, LiGe03)、 鍺酸鋰鋅(Lithium Zinc Germanium Oxide, Li2ZnGeO4 )、 鍺酸鋰鎂 (Lithium Magnesium Germanium Oxide, Li2MgGe04)、鍺酸鋰鎘(Lithium Cadmium Germanium Oxide, Li2CdGe04)、 磷酸鋰(Lithium Phosphor Oxide, Li3P04)、石申酸鋰(Lithium Arsenic Oxide, Li3As04)及釩酸鋰(Lithium Vanadium Oxide, Li3V04)中擇其在該鋁酸鋰基板2 l上成長一氧化鋅緩沖層2 2，且該氧化鋅緩沖層 2 2為一單晶薄膜。藉此，利用該鋁酸鋰基板2 l上所成長的非極性 (non-polar)氧化鋅緩沖層2 2 ，由于其結(jié)構(gòu)間的相似性，使氧化鋅具同 一方向以有效消除量子局限史塔克效應(yīng)，達到晶格匹配(lattice match) 并獲得良好的晶體接口質(zhì)量，并可進一步植入異質(zhì)接面、多重量子井 (Multiple Quantum Well, MQW)或超晶格等低維結(jié)構(gòu)結(jié)合為一光電組 件，如發(fā)光二極管、壓電材料或雷射二極管等，以提升發(fā)光效率。當(dāng)運用本發(fā)明時，由于該鋁酸鋰基板2 l具有與該氧化鋅緩沖層2 2 相似的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，因此在該鋁酸鋰基板21上的單晶薄膜狀氧化鋅緩沖層 2 2會轉(zhuǎn)換成長方形結(jié)構(gòu)，而利用鋅氧鍵結(jié)長度(Zn-0 bonding length) 與鋰氧鍵結(jié)長度(Li-0 bonding length)相近的原理，使氧化鋅具同一方 向以有效消除量子局限史塔克效應(yīng)，以提升后續(xù)光學(xué)組件的發(fā)光效率。綜上所述，本發(fā)明的具氧化鋅緩沖層的鋁酸鋰基板結(jié)構(gòu)，可有效改善 現(xiàn)有技術(shù)的種種缺點，利用鋁酸鋰基板成長非極性氧化鋅，并由其結(jié)構(gòu)間 的相似性，使氧化鋅具同一方向以有效消除量子局限史塔克效應(yīng)，以提升 后續(xù)光學(xué)組件的發(fā)光效率，進而使本發(fā)明能更進步、更實用、更符合使用 者所需，確已符合發(fā)明專利申請的要件，依法提出專利申請。惟以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明 實施的范圍；故，凡依本發(fā)明申請專利范圍及發(fā)明說明書內(nèi)容所作的簡單 的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種具氧化鋅緩沖層的鋁酸鋰基板結(jié)構(gòu)，其包括一基板，其特征在于所述基板為鋁酸鋰基板，該鋁酸鋰基板上成長一氧化鋅緩沖層，該氧化鋅緩沖層為一單晶薄膜。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具氧化鋅緩沖層的鋁酸鋰基板結(jié)構(gòu)，其特征 在于所述基板進一步為鋁酸鈉、鎵酸鋰、硅酸鈉、硅酸鈉鋅、硅酸鋰、 硅酸鋰鋅、硅酸鋰鎂、硅酸鋰鎘、鍺酸鈉、鍺酸鈉鋅、鍺酸鈉鎂、鍺酸 鋰、鍺酸鋰鋅、鍺酸鋰鎂、鍺酸鋰鎘、磷酸鋰、砷酸鋰或釩酸鋰基板。
3、 依據(jù)權(quán)利要求1所述的具氧化鋅緩沖層的鋁酸鋰基板結(jié)構(gòu)，其特征 在于所述基板結(jié)構(gòu)進一步植入異質(zhì)接面、多重量子井或超晶格低維結(jié)構(gòu) 結(jié)合為一光電組件。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具氧化鋅緩沖層的鋁酸鋰基板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述光電組件為發(fā)光二極管、壓電材料或鐳射二極管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具氧化鋅緩沖層的鋁酸鋰基板結(jié)構(gòu)，其選擇一鋁酸鋰作為基板，并在該鋁酸鋰基板上成長一單晶薄膜的氧化鋅緩沖層，藉此，利用該鋁酸鋰基板上所成長的非極性氧化鋅，及其結(jié)構(gòu)間的相似性，使氧化鋅具同一方向以有效消除量子局限史塔克效應(yīng)，進而達到晶格匹配并獲得良好的晶體接口質(zhì)量，以提升發(fā)光效率及后續(xù)完成的組件性能。另亦可進一步植入異質(zhì)接面、多重量子井或超晶格等低維結(jié)構(gòu)結(jié)合為一光電組件，以提升發(fā)光效率。
文檔編號H01L33/00GK101330116SQ20071011130
公開日2008年12月24日 申請日期2007年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月18日
發(fā)明者吳季珍, 周明奇, 徐文慶 申請人:周明奇;中美硅晶制品股份有限公司