磊晶模具及磊晶方法Mold and method for epitaxial growth

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

104106867

專利證號

I 602220

專利獲證名稱

磊晶模具及磊晶方法Mold and method for epitaxial growth

專利所屬機關 (申請機關)

國立成功大學

獲證日期

2017/10/11

技術說明

本發明旨在揭示一種以水熱法於週期性蝕刻孔洞陣列的GaN磊晶層上成長高品質單晶ZnO薄膜之技術，藉由ZnO與GaN之間沿c-軸有僅約0.4%的較小晶格不匹配，使ZnO晶體得以在垂直於GaN磊晶層c-plane的適當晶面上降低晶格不匹配度以進行異質磊晶成長，之後再利用於蝕刻孔洞成長所得ZnO晶體間之側向同質磊晶成長，形成具低缺陷密度之高品質ZnO單晶薄膜。 本發明技術於製程上，係先利用微影與蝕刻製程於c-plane GaN磊晶層上製備出具週期性蝕刻孔洞陣列，藉由裸露於蝕刻孔洞垂直側壁與GaN磊晶層c-plane之晶面，提供ZnO晶體較低晶格不匹配度的成核與成長，並伴隨著一系列同質磊晶側向成長模式於覆蓋蝕刻孔洞生成晶體方位一致的ZnO六方柱膜，最後經由六方柱膜間的完全接合而成長出ZnO磊晶層。 本發明技術實施例所製備ZnO薄膜經由結構及形態分析結果，顯示出所得薄膜為(0002)[ ]ZnO//(0002)[ ]GaN磊晶結構，其-scan之最大半高寬值(FWMH)僅約0.134°，證實利用本發明技術所製備之ZnO薄膜具有高品質的單晶結構。 本發明技術所製作高品質單晶ZnO薄膜擁有很大的潛在優勢及商機，可作為ZnO基電子及光電元件之應用。 This invention discloses a hydrothermal epitaxial growth technology for ZnO film on patterned GaN layer with a periodic etched holes array. With the side walls of the etched holes on GaN epilayer, it provides planes vertical to the c-plane with less lattice mismatches for the nucleation and growth of ZnO crystals. It is followed by homo-epitaxy lateral growth among hexagonal ZnO prisms over etched regions. Finally, a continuous ZnO crystalline film with less defect density and better quality can be obtained. Structural and morphological analysis of the ZnO films grown by the present disclosed technology reveals an epitaxial relationship of ZnO/GaN and a narrow FWHM of 0.134°, which indicates that the epitaxial ZnO films have high-quality and a single-crystalline structure. The results obtained from implementation cases of the present invention suggest the great potential of high-quality single-crystalline ZnO films for ZnO-based optoelectric device applications.

備註

本部(收文號1090055217)同意該校109年9月1日成大產創字第1091106569號函申請終止維護專利(國立成功大學)

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