发明名称 含湿式化学处理步骤之发光二极体制造方法
摘要 本案系为一种发光二极体制造方法,其包含下列步骤:提供一半导体基板;对该半导体基板进行一湿式化学处理,其中包含将该半导体基板浸泡于一蚀刻溶液中;于完成该湿式化学处理之该半导体基板表面形成一绝缘层,该绝缘层之厚度在3奈米以下;以及于该绝缘层上形成一导体层,进而形成一发光二极体构造。
申请公布号 TW497125 申请公布日期 2002.08.01
申请号 TW090109686 申请日期 2001.04.23
申请人 刘致为 发明人 刘致为;李敏鸿;刘岳修
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 蔡清福 台北巿忠孝东路一段一七六号九楼
主权项 1.一种发光二极体制造方法,其包含下列步骤:提供一半导体基板;对该半导体基板进行一湿式化学处理,其中包含将该半导体基板浸泡于一蚀刻溶液中;于完成该湿式化学处理之该半导体基板表面形成一绝缘层,该绝缘层之厚度在3奈米以下;以及于该绝缘层上形成一导体层,进而形成一发光二极体构造。2.如申请专利范围第1项所述之发光二极体制造方法,其中该半导体基板之材质系选自p型单晶矽、p型多晶矽、p型非晶矽、n型单晶矽、n型多晶矽以及n型非晶矽中之一。3.如申请专利范围第1项所述之发光二极体制造方法,其中该绝缘层系为一氧化矽层。4.如申请专利范围第3项所述之发光二极体制造方法,其中该氧化矽层之成长方法系选自炉管氧化(furnace oxidation)、快速热氧化(rapidthermal oxidation)、液相沈积(liquid phase deposition)、化学气相沈积(chemical vapor deposition)以及阳极氧化(anodic oxidation)中之一。5.如申请专利范围第1项所述之发光二极体制造方法,其中该导体层系为一金属层。6.如申请专利范围第5项所述之发光二极体制造方法,其中该金属层之材质系为铝。7.如申请专利范围第1项所述之发光二极体制造方法,其中该蚀刻溶液之成份包含有氨水(ammonium hydroxide, NH4OH)、过氧化氢(H2O2)以及水(H2O),其中氨水:过氧化氢:水之比例为X:1:5,而X之范围为0到1,至于该蚀刻溶液温度范围为摄氏0度到100度。8.如申请专利范围第1项所述之发光二极体制造方法,其中该湿式化学处理中更包含下列步骤:将该半导体基板浸泡于氢氟酸(HF)中,用以除去自然氧化层(native oxide);用去离子水(DI water)对该半导体基板进行冲洗;对浸泡过该蚀刻溶液之该半导体基板用去离子水进行冲洗后再浸泡于氢氟酸中;以及用氮气吹乾该半导体基板。9.如申请专利范围第1项所述之发光二极体制造方法,其中该半导体基板系为一n型矽基板。10.如申请专利范围第9项所述之发光二极体制造方法,其中该蚀刻溶液之成份包含有氨水(ammonium hydroxide, NH4OH)、过氧化氢(H2O2)以及水(H2O),其中氨水:过氧化氢:水之比例为1:1:5,而该蚀刻溶液温度为室温,浸泡时间则为10分钟。11.如申请专利范围第9项所述之发光二极体制造方法,其中该绝缘层系为一氧化矽层。12.如申请专利范围第11项所述之发光二极体制造方法,其中该再氧化矽层之成长方法系选自炉管氧化(furnace oxidation)、快速热氧化(rapid thermal oxidation)、液相沈积(liquid phase deposition)、化学气相沈积(chemical vapordeposition)以及阳极氧化(anodic oxidation)中之一。13.如申请专利范围第11项所述之发光二极体制造方法,其中于成长氧化矽层前更包含下列步骤:通入氢气,于1000℃与375毫巴之压力下进行预烤一分钟。14.如申请专利范围第11项所述之发光二极体制造方法,其中该氧化矽层之成长方法系为通入氧气与氮气,压力为100毫巴,升温至800℃,成长时间为30秒。15.如申请专利范围第11项所述之发光二极体制造方法,其中于该氧化矽层成长完成后更包含下列步骤:充入氮气并升温至900℃,在压力为375毫巴下进行退火程序10分钟。16.如申请专利范围第11项所述之发光二极体制造方法,其中于该氧化矽层成长完成后更包含下列步骤:充入气体并升温至900℃,在压力范围为100毫巴至1000毫巴下进行退火程序,而其气体可选自氮气、氢气或是氘气,温度可在800℃至1000℃,亦可氮气、氢气或是氘气轮流使用,或混合使用。17.如申请专利范围第9项所述之发光二极体制造方法,其中该导体层系为一金属层。18.如申请专利范围第17项所述之发光二极体制造方法,其中该金属层之材质系为铝。19.如申请专利范围第9项所述之发光二极体制造方法,其中更包含下列步骤:对该n型矽基板进行一超高真空预烤,其温度范围为800至1000℃、气压范围小于0.001毫巴以及预烤时间范围为1至60分钟。20.如申请专利范围第1项所述之发光二极体制造方法,其中更包含下列步骤:对该半导体基板进行一超高真空预烤,其温度范围为800至1000℃、气压范围小于0.001毫巴以及预烤时间范围为1至60分钟。图式简单说明:第一图:其系一金氧半发光二极体之构造示意图。第二图:其系完成于n型矽基板上之一金氧半发光二极体之构造示意图。第三图:其系上述金氧半发光二极体操作于正偏压下之能带示意图。第四图(a)(b)(c):其系本案用以完成一金氧半发光二极体之较佳实施例制程方法示意图。第五图(a)(b):其系分别为以原子力显微镜AFM(AtomicForce Microscope)对于未经湿式化学处理以及经上述湿式化学处理之氧化层表面图像。第六图:其系以经湿式化学处理以及未经上述湿式化学处理之AFM统计结果。第七图:其系以经湿式化学处理以及未经上述湿式化学处理所完成之金氧半发光二极体之量子发光效率比较示意图。第八图:其系以有超高真空预烤且经湿式化学处理以及未经上述湿式化学处理所完成之金氧半发光二极体之量子发光效率比较示意图。
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