磊晶用基板及其制作方法技术

一种磊晶用基板，包含一个顶面，及多个自该顶面向下延伸的晶面，其中，每n个晶面构成一角锥形的凹孔，n是不小于3的正整数，每一凹孔的其中一晶面与顶面的连接线至另一最相邻凹孔的最相邻晶面与顶面的连接线的间距不大于500nm，当使用本发明专利技术进行磊晶时，是自所述晶面成核后成长并聚集，而非于有应力残留或缺陷存在的顶面开始成核、成长，而可得到缺陷较少、晶体质量较佳的磊晶层体，进而提升以此磊晶用基板制作出的元件的工作效能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基板及其制作方法，特别是涉及一种。
技术介绍
一般用于磊晶(印itaxy)的磊晶用基板是将单晶棒经切片、抛光、化学清洗后得至IJ，而以这样过程制得的磊晶用基板，其表面必然会有应力残留或是缺陷存在，也因此，以这样的磊晶用基板磊晶成长出磊晶层体时，会延续此等缺陷而使得磊晶出的磊晶层体的晶体质量较差，进而影响所制得的元件的工作效能。参阅图1，为解决上述的问题，图案化磊晶用基板1使其切割、抛光而得的顶面 11还包含有多个自该顶面11向下延伸的凹孔12是常用的作法，形成的凹孔12彼此相间隔且周期地排列，而使得磊晶成长元件的磊晶层体时，成核(nuclearation)成长(grain growth)并聚集(coalescence)发生的顶面11面积因凹孔12的存在而减少，进而减少缺陷延续发生的机会，以得到磊晶质量较佳的磊晶层体。但是上述的磊晶用基板1仍是自切片、抛光而成的顶面11上成核、成长并聚集，所以磊晶出的磊晶层体依旧会延续缺陷而无法进一步地提升磊晶层体的晶体质量，所以上述的磊晶用基板1仍需要加以改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是在提供一种适于磊晶成长并减少因基板而形成缺陷的磊晶用基板。此外，本专利技术的另一目的是在提供一种制作适于磊晶成长并减少因基板而形成缺陷的磊晶用基板的制作方法。本专利技术的磊晶用基板包含一顶面，及多个自该顶面向下延伸的晶面。每η个晶面构成一角锥形的凹孔，η是不小于3的正整数，每一凹孔的其中一晶面与顶面的连接线至另一最相邻凹孔的最相邻晶面与顶面的连接线的间距不大于50nm，而使得用该磊晶用基板磊晶时自所述晶面成核后成长并聚集。优选地，前述磊晶用基板是六方晶体结构，且每三个晶面构成一个正三角锥形的凹孔，每一凹孔的深度是0. 3 μ m 3 μ m，且任一晶面与顶面的连接线的长度是1 μ m 5 μ m0优选地，前述磊晶用基板的顶面是(0001)面，所述晶面是112k 1面族群其中的一个，任一晶面与该顶面的巨观夹角是119° 156°。优选地，前述磊晶用基板是六方晶体结构，每一凹孔是由三个晶面构成的，且每一晶面与该顶面具有两实质等长且夹成120°的连接边，每一凹孔的深度是0. 3 μ m 3 μ m， 且任一连接边的长度是1 μ m 5 μ m。优选地，前述磊晶用基板的顶面是(0001)面，所述晶面是112k }面族群其中的一个，任一晶面与顶面的巨观夹角是119° 156°。3再者，本专利技术磊晶用基板的制作方法包含以下四个步骤。(a)于一单晶结构的基板顶面上以蚀刻选择比较该基板高的材料形成一层具有多个整齐排列的穿孔的遮覆层；(b)经该遮覆层自该基材顶面向下湿蚀刻，而在该基板对应于每一穿孔的位置处形成一个至少由三第一次蚀刻面构成的凹穴；(c)移除该遮覆层，使该基板顶面裸露；及(d)自该基板顶面与所述第一次蚀刻面进行湿蚀刻而沿该基板的结晶构造移除该基板的预定结构，使得该每一凹穴成为一由η个自该基材顶面斜向下延伸的晶面构成的角锥形凹孔，其中，η是不小于3的正整数，制得该磊晶用基板。优选地，前述磊晶用基板的制作方法的步骤(d)是进行湿蚀刻至所形成的每一凹孔的任一晶面与该顶面的连接处是直线，且两最相邻凹孔彼此最相邻的晶面与该顶面连接处的间距不大于500nm为止。优选地，前述磊晶用基板的制作方法的基板是六方晶体结构且顶面是(0001)面， 同时，该步骤(a)形成的遮覆层的穿孔是正多边形，开口是Iym 5μπι，且任两相邻的穿孔的间距是1 μ m 5 μ m。本专利技术的有益效果在于当使用本专利技术磊晶用基板进行磊晶时，是自所述晶面成核后成长并聚集，而可得到缺陷较少、晶体质量较佳的磊晶层体，进而提升以此磊晶用基板制作出的元件的工作效能。附图说明图1是一种以往“磊晶用基板”的立体剖视示意图；图2是本专利技术磊晶用基板的优选实施例的一立体剖视示意图；图3是一扫描电子显微镜(SEM)图，说明本专利技术磊晶用基板的该优选实施例的形式；图4是一流程图，说明本专利技术磊晶用基板的优选实施例的制作方法；图5是一立体剖视示意图，辅助说明图4的制作方法；图6是一立体剖视示意图，辅助说明图4的制作方法；图7是一立体放大图，辅助说明图4的制作方法中，经第一次湿蚀刻成的凹穴；图8是一立体剖视示意图，辅助说明图4的制作方法；图9是一立体放大图，辅助说明图4的制作方法中，第一次湿蚀刻所成的凹穴经第二次湿蚀刻后所成的凹孔；图10是一 X光绕射图，说明本专利技术磊晶用基板的该优选实施例其磊晶薄膜以X光绕射技术进行质量检测的数据；图11是一烛光分布图，说明以现有的磊晶用基板所制作出固态发光元件的烛光分布；图12是一烛光分布图，说明以本专利技术磊晶用基板的该优选实施例所制作出固态发光元件的烛光分布。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明参阅图2、3，本专利技术磊晶用基板9的一优选实施例，是六方晶体结构的蓝宝石基板，包含一顶面91及多个自该顶面91向下延伸的晶面92，其中，每三晶面92构成一呈正三角锥形且开口为正六角形的孔洞93，每一晶面92与该顶面91具有两实质等长且夹成 120°的连接边922。详细地说，所述晶面92自该顶面91向下延伸，该顶面91是(0001)面，且所述晶面92是■[ 1121c丨面族群其中的一个，其中，k为不小于2且不大于5的正整数，任一晶面92 与该顶面91的巨观夹角是119° 156°，每三个晶面92构成该呈正三角锥形的凹孔93， 所述凹孔93成周期排列，每一晶面92与该顶面91具有两实质等长且夹成120°的连接边 922，且任一连接边922的长度是1 μ m 5 μ m，并且，每一凹孔93的深度是0. 3 μ m 3 μ m， 每一凹孔93的其中一晶面92与顶面91的连接边922，至另一最相邻凹孔93的最相邻晶面 92与顶面91的连接边922的间距不大于500nm。如此，当用该磊晶用基板9磊晶时，该顶面91可供成核的面积实质为零，成核后成长并聚集均是自所述凹孔93的三晶面92进行， 进而减少缺陷延续发生的机会，得到磊晶质量较佳的磊晶层体，进而提升以该磊晶用基板9 制作出的元件的工作效能。参阅图4，上述的磊晶用基板9是依序进行以下四个步骤后制作出来的。参阅图4、5，首先进行步骤21，于单晶棒经切片、抛光、化学清洗后得到的单晶结构的基板31上，以蚀刻选择比较该基板31高的材料形成一层具有多个整齐排列的穿孔71 的遮覆层7。详细地说，此步骤21是在完成标准清洗流程(standard cleaning procedure) 后移除表面污染层的基板31上，形成一层二氧化硅(Sit)》构成的薄层后，以黄光微影 (photolithography)制程形成具有多个规则地整齐交错排列的穿孔71而成该遮覆层7，其中，所述穿孔71的截面形状是正多边形，优选地，所述穿孔71是直径为1 μ m 5 μ m的圆柱形，任两相邻的穿孔71的间距是1 μ m 5 μ m。参阅图4、图6，并配合参阅图7，在形成该遮覆层7之后接着进行步骤22，以该遮覆层7当作屏蔽(mask)自该基板31向下湿蚀刻而在该基板31对应于每一穿孔71的位置处形成一个由一连接面941与三第一次蚀刻面942构成的凹穴94。详细地说，本步骤22是将混合100毫升的98v本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：武东星，洪瑞华，林威廷，
申请(专利权)人：李德财，
类型：发明
国别省市：