005_094-081AP-TW
發佈日期 :
2009-04-29
| 發明專利說明書 |
| ※申請案號:095110802 | ※I P C 分類: | |
| 一、 | 發明名稱: |
| 氧化鋅奈米結構之製造方法(全文下載) | |
| METHOD FOR MANUFACTURING ZnO NANO-STRUCTURE |
| 二、 | 中文發明摘要: |
| 一 種氧化鋅(ZnO)奈米結構之製造方法。在此方法中,先提供一基板。接下來,可選擇性地於基板表面上成長氧化鋅緩衝層。接著,形成一氧化鋅鎂 (MgZnO)成核穩定層(Nucleation Stabilization Layer)於此基板上之氧化鋅緩衝層上。隨後,成長一氧化鋅奈米柱狀結構層於氧化鋅鎂成核穩定層之一表面上。當僅形成氧化鋅緩衝層與氧化鋅鎂成核穩定層 之其中一者時,後續所形成之氧化鋅奈米結構層係一氧化鋅奈米牆狀結構層。 |
| 三、 | 英文發明摘要: |
| A method for manufacturing ZnO nano-structures is described. In the method for manufacturing ZnO nano-structures, a substrate is provided, and a ZnO buffer layer may be alternatively grown on a surface of the substrate. Next, a MgZnO nucleation stabilization layer is formed on the ZnO buffer layer on the substrate. Then, a ZnO nano-rod structure layer is grown on a surface of the MgZnO nucleation stabilization layer. When only one of the ZnO buffer layer and the MgZnO nucleation stabilization layer is formed, the ZnO nano-structure layer formed sequentially is a ZnO nano-wall structure layer. |
| 四、 | 指定代表圖: |
| (一)本案指定代表圖為: 第2圖 | |
| (二)本代表圖之元件符號簡單說明: | |
| 106...基板 | |
| 116...氧化鋅緩衝層 | |
| 118...氧化鋅鎂成核穩定層 | |
| 120...氧化鋅奈米結構層 |
| 五、 | 本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式: |
| 六、 | 發明說明: |
| 【發明所屬之技術領域】 | |
| [0001] | 本發明是有關於一種氧化鋅(ZnO)奈米結構之製造方法,且特別是有關於一種可提供高均勻度奈米結構且可大面積製作之氧化鋅奈米結構之製造方法。 |
| 【先前技術】 | |
| [0002] | 氧化鋅係一種常見且已受到廣泛運用之寬能隙半導體材料,由於其具有特殊物理及化學性質,因此其許多運用大都係建立在這些特殊物理及化學性質上,例如在 壓電材料、氣體感測器等之應用。此外,受到近來光電產業之迅速發展,氧化鋅的光電性質也逐漸受到重視,例如可採用氧化鋅來作為光電元件中相當重要之透明導 電膜的材料等。 |
| [0003] | 隨著奈米科技的迅速進展,氧化鋅奈米結構之研發也成為相當重要的主題,許多關於製作氧化鋅奈米結構的製程方法也隨之發展而出。目前,氧化鋅奈米結構的 製作絕大多數係採用化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition;CVD)法,然運用此法製備氧化鋅奈米結構時常有薄膜或微結構之均勻性不佳、再現性差、機臺昂貴、或製程中所使用之材料來源具有強 烈毒性等等缺點。 |
| [0004] | 舉例而言,目前學界製作氧化鋅奈米結構時,幾乎全都採用加熱式化學氣相沉積法(thermal CVD),因為加熱式化學氣相沉積法所採用之設備成本相對低廉。然而,加熱式化學氣相沉積法之缺點為均勻性不佳,所成長之微結構或薄膜的分布無法達到符合 要求之均勻性,且微結構或薄膜之成長機制和成長環境等因素會影響其最後結果甚巨,所以再現性與製程穩定度差。有鑒於這些缺點,業界較少採用此種較簡單的化 學氣相沉積方法。 |
| [0005] | 另外,一般業界製作奈米結構或薄膜之方式大多採用金屬有機物化學氣相沉積法(Metal Organic CVD;MOCVD)。然而,金屬有機物化學氣相沉積法雖然可以達到量產以及較佳均勻性的效用,但是其生產儀器造價昂貴,且其製作原料為金屬有機化合物, 一般皆含有劇毒,因此在製作時需要花費大量的人力以及安全措施上的成本。 |
| 【發明內容】 | |
| [0006] | 有鑒於上述傳統方式之種種缺失,本發明之目的就是在提供一種氧化鋅奈米結構之製造方法,其係利用還原氣體與電漿產生來源氣體,於基板上成長氧化鋅緩衝 層,因此可獲得高品質之氧化鋅緩衝層來作為氧化鋅奈米結構的成長基礎,進而可獲得具結晶性佳且排列良好之氧化鋅奈米結構。 |
| [0007] | 本發明之另一目的是在提供一種氧化鋅奈米結構之製造方法,其係先成長厚度極薄之氧化鋅鎂(MgZnO)成核穩定層(Nucleation Stabilization Layer),可提供穩定氧化鋅微結構成核的功效,如此一來可使後續成長之氧化鋅奈米結構達大小均一化的效果。 |
| [0008] | 本發明之一目的是在提供一種氧化鋅奈米結構之製造方法,其在氧化鋅奈米結構成長過程中使粒子入射角與基板法線方向成一夾角,並旋轉基板,如此一來,有助於使奈米結構之分布更加均勻,並可使奈米結構於成長過程中發生遮蔽現象,而可使奈米結構互相獨立而分離。 |
| [0009] | 本發明之再一目的是在提供一種氧化鋅奈米結構之製造方法,其可利用物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition;PVD)方式成長大面積高均勻度之奈米結構薄膜,因此不僅製程成本相當低廉,且可完全免除劇毒物質的使用,更具有相當優異之再現 性。 |
| [0010] | 根據本發明之上述目的,提出一種氧化鋅奈米結構之製造方法,至少包括:提供一基板;形成一氧化鋅鎂成核穩定層於此基板上;以及成長一氧化鋅奈米結構層於氧化鋅鎂成核穩定層之一表面上。 |
| [0011] | 依照本發明一較佳實施例,在提供基板之步驟與形成氧化鋅鎂成核穩定層之步驟之間,更至少包括成長一氧化鋅緩衝層於基板之一表面上,以使氧化鋅鎂成核穩 定層成長於氧化鋅緩衝層之一表面上。此外,成長氧化鋅緩衝層、氧化鋅鎂成核穩定層與氧化鋅奈米結構層之步驟均係採用物理氣相沉積製程,且均使用氫氣與氬氣 來作為反應氣體。 |
| [0012] | 藉由在製程中添加氫氣等還原性氣體,並先於基板上成長氧化鋅緩衝層及/或氧化鋅鎂成核穩定層,再成長氧化鋅奈米結構,可在較低溫的製程環境下,順利成長具有高均勻度且高度結晶性之完美單晶的氧化鋅奈米結構層。 |
| 【實施方式】 | |
| [0013] | 本發明揭露一種氧化鋅奈米結構之製造方法,可製作出大面積且具有高均勻度之氧化鋅奈米薄膜及奈米微結構。為了使本發明之敘述更加詳盡與完備,可參照下列描述並配合第1圖至第5圖之圖示。 |
| [0014] | 物理氣相沉積法為一種簡易且低成本的製作方法,已被產業界及學術界廣泛運用在薄膜的製作上。物理氣相沉積法之特點是可以在短暫的時間內,於材料表面沉積一層均勻的薄膜或結構,其成分或性質可以透過許多的製程參數加以控制,是一種發展已相當成熟的技術。 |
| [0015] | 氧 化鋅奈米柱(nano-rod)、奈米牆(nano-wall)等均為目前氧化鋅奈米結構中最受重視且極具應用潛力之微結構,但是一般物理氣相沉積法無法 製作此種奈米結構,也因此現今氧化鋅奈米結構幾乎都使用化學氣相沉積等化學氣相方法來加以製作。然而,應用化學氣相方法來製作氧化鋅奈米結構時,由於物性 及製程不穩定,可能會造成成本與安全上的負擔。因此,在本發明之較佳實施例中,提出一種可利用物理氣相沉積法成功製作高均勻度且高結晶性之氧化鋅奈米結構 的技術。 |
| [0016] | 請參照第1圖,其繪示依照本發明一較佳實施例的 一種物理氣相沉積設備之裝置示意圖。本發明之較佳實施例中所採用之物理氣相沉積設備100可例如為交頻磁控式濺鍍(RF Magnetron Sputter)系統。物理氣相沉積設備100一般設有數個濺鍍槍110於反應室102中,其中每個濺鍍槍110均具有相對應之氣體入口114,且可依製 程需求於每個濺鍍槍110中設置所需之靶材。在本發明之一較佳實施例中,其中一個濺鍍槍110配置有氧化鋅靶材,另一個濺鍍槍110則配置有氧化鎂與氧化 鋅所組成之靶材或氧化鎂靶材,其中氧化鎂與氧化鋅所佔之比例可例如為40%的氧化鎂與60%的氧化鋅。在本發明之另一實施例中,濺鍍槍110亦可僅配置氧 化鎂靶材,亦即,在本發明中,只要在薄膜沉積時使用兩支濺鍍鎗,一支裝置純氧化鋅靶材,另一支裝置純氧化鎂靶材,調整兩支濺鍍鎗的濺鍍功率,一樣可製作出 含有氧化鎂的氧化鋅薄膜。反應室102之底面上設有平台104,基板106則設在平台104之上表面上。其中,平台104內配備有旋轉機構(未繪示),可 在製程期間旋轉基板106。每個濺鍍槍110與基板106之法線方向之間具有一夾角,以使濺鍍槍110射出之沉積粒子入射方向與基板106之法線方向夾有 此一角度,藉以使薄膜與結構成長更加均勻,並且藉由遮蔽作用使奈米柱狀結構更加分散。在本發明中,此一角度可介於約0°至約90°之間,較佳可約為 32°。物理氣相沉積設備100更具有二個真空幫浦,亦即機械式幫浦(Rotary Pump)112與渦輪式幫浦(Turbo Pump)108,當此二幫浦108與112串聯運作時,可使反應室102之真空度最低可達約1×10- 6 torr。值得注意的一點是,雖然本實施例所使用之二幫浦為機械式幫浦與渦輪式幫浦,然本發明可使用其他形式之真空幫浦來使反應室達到高真空效果,因此本 發明並不限於以上實施例所述。此外,物理氣相沉積設備100另配設有直流式電源供應器(DC Power Supply)與交頻式電源供應器(RF Power Supply)(未繪示),以提供濺鍍之能量。 |
| [0017] | 請 同時參照第1圖與第2圖,其中第2圖係繪示依照本發明一較佳實施例的一種氧化鋅奈米結構之剖面示意圖。進行本實施例以製作氧化鋅奈米結構時,首先提供基板 106,其中基板106之材質可例如為矽、二氧化矽、藍寶石(sapphire)基板或玻璃。經清洗後,將基板106固定於物理氣相沉積設備100之反應 室102內的平台104上表面上。再於配設有氧化鋅靶材之濺鍍槍110的氣體入口114中注入反應氣體,此反應氣體可包括還原氣體與電漿產生來源氣體,其 中還原氣體可例如為氫氣與氨氣等對氧化鋅具有還原效果的氣體,電漿產生來源氣體則可例如為氬氣。並利用直流或交頻式電源供應器提供電源,以激發反應氣體而 產生電漿。電漿中之氬離子撞擊氧化鋅靶材後,將氧化鋅靶材中之氧化鋅成份撞擊而出,進而沉積到基板106上,而在基板106之表面上成長一層氧化鋅緩衝層 116。成長此氧化鋅緩衝層116係例如利用物理氣相沉積製程中之交頻磁控式濺鍍法的方式,成長過程中同時旋轉基板106,其中基板106之旋轉速度較佳 可控制在介於約0 rpm與約20 rpm之間,但大於0 rpm。在本發明中,亦可採用物理氣相沉積製程中之離子束濺鍍法、熱蒸鍍法、與分子束磊晶法等方式來製作氧化鋅薄膜與結構,並不限於本實施例所採用之交頻 磁控式濺鍍法。由於先前加入之反應氣體包含有氫氣或氨氣等還原性氣體,氫氣與氨氣對於氧化鋅於高溫時具有還原(reduction)的效果,因此氫氣或氨 氣可在氧化鋅緩衝層116沉積過程中與氧化鋅堆疊鬆散或者結晶性不佳的部分產生反應,故可減緩氧化鋅緩衝層116的沉積速率,進一步有效提高氧化鋅緩衝層 116之薄膜品質。此外,由於還原反應,可使製程溫度大幅下降。在本發明之一較佳實施例中,更可藉由增高溫度來進一步提升沉積粒子之能量並改善氧化鋅薄膜 之結構品質,本製程中僅需將溫度提高至450℃左右便可以獲得品質極佳之氧化鋅奈米結構,遠低於傳統之化學氣相沉積技術。另外,施加偏壓則可以進一步控制 薄膜品質與表面型態。在成長過程中,經過適當的控制基板偏壓並提高溫度後,可獲得具有均勻表面排列之六角椎狀結晶面且具有高度結晶性之氧化鋅薄膜結構的氧 化鋅緩衝層116,如第3圖所示。 |
| [0018] | 待完成氧化鋅緩衝層 116之濺鍍沉積後,改從配設有氧化鋅與氧化鎂所組成之靶材的濺鍍槍110的氣體入口114中注入反應氣體,此反應氣體同樣可包括還原氣體與電漿產生來源 氣體,其中還原氣體可例如為氫氣與氨氣等,電漿產生來源氣體則可例如為氬氣。提供直流或交頻電源來激發反應氣體,藉以產生電漿,其中電漿中之氬離子撞擊氧 化鋅與氧化鎂所組成之靶材後,將靶材中之成份撞擊出,並使撞擊出之成份沉積在氧化鋅緩衝層116上,而在氧化鋅緩衝層116之表面上成長一層厚度相當薄的 氧化鋅鎂成核穩定層118。其中,此氧化鋅鎂成核穩定層118包括許多氧化鋅鎂混合奈米顆粒,因此具有穩定氧化鋅微結構成核的效果,而可使後續成長於其上 之氧化鋅晶粒大小均一化,有利於大面積成長奈米結構。成長此氧化鋅鎂成核穩定層118係利用物理氣相沉積製程,並可採用例如交頻磁控式濺鍍法的方式,成長 過程中同時旋轉基板106,其中基板106之旋轉速度較佳可控制在介於約0 rpm與約20 rpm之間,但不包含0 rpm。同樣地,由於先前加入之還原性氣體對於氧化鋅鎂於高溫時具有還原的效果,因此可在沉積過程中與氧化鋅鎂堆疊鬆散或者結晶性不佳的部分產生反應,進 一步改善氧化鋅鎂成核穩定層118之薄膜品質。 |
| [0019] | 接著,即 可在氧化鋅緩衝層116與氧化鋅鎂成核穩定層118所構成之複層薄膜結構上沉積氧化鋅奈米結構層120。由配設有氧化鋅靶材之濺鍍槍110的氣體入口 114中注入反應氣體,此反應氣體亦可包括還原氣體與電漿產生來源氣體,其中還原氣體可例如為氫氣與氨氣等,電漿產生來源氣體則可例如為氬氣。利用直流或 交頻電源來激發反應氣體而產生電漿,電漿中之氬離子撞擊氧化鋅靶材而撞擊出靶材中之氧化鋅成份,而使這些撞擊出之氧化鋅成份沉積在氧化鋅鎂成核穩定層 118之表面上,而在氧化鋅鎂成核穩定層118上成長氧化鋅奈米結構層120,而形成如第2圖所示之結構。相同地,成長此氧化鋅奈米結構層120係利用物 理氣相沉積製程,並可採用例如交頻磁控式濺鍍法的方式,且於成長過程中同時旋轉基板106,其中基板106之旋轉速度較佳可控制在介於約0 rpm與約20 rpm(但不包含0 rpm)之間。由於反應氣體中包括還原性氣體,此還原性氣體對於氧化鋅於高溫時具有還原的效果,因此可在沉積過程中與氧化鋅堆疊鬆散或者結晶性不佳的部分 產生反應,進一步改善氧化鋅奈米結構層120之薄膜品質。 |
| [0020] | 由 於濺鍍槍110與基板106之法線方向具有一夾角,而於成長過程中使粒子入射角與基板106之法線方向成一夾角並同時旋轉基板,如此一來,有助於使奈米結 構之分布更加均勻,再加上奈米結構於成長中會有互相遮蔽之效應,如此可使奈米結構互相獨立而分離,便可成功獲得氧化鋅奈米結構層120。在本較佳實施例 中,氧化鋅奈米結構層120包括許許多多的氧化鋅奈米柱122,如第4圖所示。 |
| [0021] | 由 於在製程期間導入氫氣與氨氣等還原氣體,因此可獲得高品質之氧化鋅緩衝層116、氧化鋅鎂成核穩定層118與氧化鋅奈米結構層120,再加上氧化鋅鎂成核 穩定層118的導入可使製程適用於大面積成長,因此可利用物理氣相沉積製程順利獲得具有良好之結晶性且呈現良好的排列(Well Vertical Alignment)之氧化鋅奈米柱結構122。 |
| [0022] | 應該注意的一點是,在此較佳實施例中,成長氧化鋅緩衝層116、氧化鋅鎂成核穩定層118與氧化鋅奈米結構層120係在同一物理氣相沉積反應室中進行,然本發明亦可在不同物理氣相沉積反應室進行氧化鋅緩衝層、氧化鋅鎂成核穩定層與氧化鋅奈米結構層之成長。 |
| [0023] | 在本發明之另一較佳實施例中,可將上述實施例之製程過程中免除氧化鋅緩衝層或氧化鋅鎂層之製作,且其餘製程順序與條件不加以更動下,則可以獲得具有良好均一性且高度結晶性之氧化鋅奈米牆結構124,如第5圖所示。 |
| [0024] | 本 發明之一特徵係以多階段沉積方式來製作複層氧化鋅薄膜及其奈米結構,主要之氧化鋅奈米結構之形成是由下方之數層薄膜或微結構,例如氧化鋅緩衝層及/或氧化 鋅鎂成核穩定層所影響。因此,雖然上述本發明之較佳實施例係利用物理氣相沉積來製作氧化鋅奈米結構,然在本發明中,只要能夠先於基板上形成氧化鋅緩衝層及 /或氧化鋅鎂成核穩定層,即可達到與上述較佳實施例相似之效果,故本發明可不限於使用物理氣相沉積技術。 |
| [0025] | 由上述本發明較佳實施例可知,本發明之一優點就是因為本氧化鋅奈米結構之製造方法於製程中添加還原性氣體,由於還原反應的影響,可大幅降低製程溫度,因此製程溫度遠低於傳統加熱式化學氣相沉積法。 |
| [0026] | 由上述本發明較佳實施例可知,本發明之另一優點就是因為可完全使用物理氣相沉積設備來進行氧化鋅奈米結構之製作,因此製程設備簡易且常見,而可減低設備費用。 |
| [0027] | 由上述本發明較佳實施例可知,本發明之又一優點就是因為可完全不使用化學氣相沉積製程即可成功製作出氧化鋅奈米結構,因此不僅具有極佳的參數控制性,且製程中並無有毒物質,可有效保障工作人員之安全。 |
| [0028] | 由 上述本發明較佳實施例可知,本發明之再一優點就是因為本氧化鋅奈米結構之製造方法可於製程中先成長厚度極薄之氧化鋅鎂成核穩定層,而可提供穩定氧化鋅微結 構成核的功效,因此可使後續成長之氧化鋅奈米結構達大小均一化的效果,不僅可形成具有高均勻性之氧化鋅奈米結構,更可適用於大面積製作。 |
| [0029] | 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 |
| 【圖式簡單說明】 | |
| [0043] | 第1圖係繪示依照本發明一較佳實施例的一種物理氣相沉積設備之裝置示意圖。 |
| [0044] | 第2圖係繪示依照本發明一較佳實施例的一種氧化鋅奈米結構之剖面示意圖。 |
| [0045] | 第3圖係繪示依照本發明一較佳實施例的一種氧化鋅緩衝層之氧化鋅晶體表面之掃描式電子顯微鏡(SEM)照片圖。 |
| [0046] | 第4圖係繪示依照本發明一較佳實施例的一種氧化鋅奈米柱結構層之掃描式電子顯微鏡照片圖。 |
| [0047] | 第5圖係繪示依照本發明另一較佳實施例的一種氧化鋅奈米牆結構之掃描式電子顯微鏡照片圖。 |
| 【主要元件符號說明】 | |
| [0030] | 100...物理氣相沉積設備 |
| [0031] | 102...反應室 |
| [0032] | 104...平台 |
| [0033] | 106...基板 |
| [0034] | 108...幫浦 |
| [0035] | 110...濺鍍槍 |
| [0036] | 112...幫浦 |
| [0037] | 114...氣體入口 |
| [0038] | 116...氧化鋅緩衝層 |
| [0039] | 118...氧化鋅鎂成核穩定層 |
| [0040] | 120...氧化鋅奈米結構層 |
| [0041] | 122...氧化鋅奈米柱 |
| [0042] | 124...氧化鋅奈米牆 |
| 七、 | 申請專利範圍: |
| 1.一種氧化鋅奈米結構之製造方法,至少包括:提供一基板;形成一氧化鋅鎂成核穩定層於該基板上;以及成長一氧化鋅奈米結構層於該氧化鋅鎂成核穩定層之一表面上。 2.如申請專利範圍第1項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該氧化鋅奈米結構層包括至少一奈米牆結構。 3.如申請專利範圍第1項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中形成該氧化鋅鎂成核穩定層之步驟包括利用一物理氣相沉積製程。 4.如申請專利範圍第3項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該物理氣相沉積製程係利用選自於由交頻磁控式濺鍍法、離子束濺鍍法、熱蒸鍍法、以及分子束磊晶法所組成之一族群。 5.如申請專利範圍第1項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中成長該氧化鋅奈米結構層之步驟包括利用一物理氣相沉積製程。 6.如申請專利範圍第5項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該物理氣相沉積製程係利用選自於由交頻磁控式濺鍍法、離子束濺鍍法、熱蒸鍍法、以及分子束磊晶法所組成之一族群。 7.如申請專利範圍第1項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,於提供該基板之步驟與形成該氧化鋅鎂成核穩定層之步驟之間,更至少包括成長一氧化鋅緩衝層於該基板之一表面上,以使該氧化鋅鎂成核穩定層成長於該氧化鋅緩衝層之一表面上。 8.如申請專利範圍第7項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中成長該氧化鋅緩衝層之步驟包括利用一物理氣相沉積製程。 9.如申請專利範圍第8項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該物理氣相沉積製程係利用選自於由交頻磁控式濺鍍法、離子束濺鍍法、熱蒸鍍法、以及分子束磊晶法所組成之一族群。 10.如申請專利範圍第7項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中成長該氧化鋅緩衝層之步驟、形成該氧化鋅鎂成核穩定層之步驟與成長該氧化鋅奈米結構層之步驟係在同一物理氣相沉積反應室中進行。 11.如申請專利範圍第10項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中成長該氧化鋅緩衝層之步驟、形成該氧化鋅鎂成核穩定層之步驟與成長該氧化鋅奈米結構層之步驟均包括利用一反應氣體,且該反應氣體包括一還原氣體以及一電漿產生來源氣體。 12.如申請專利範圍第11項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該還原氣體包括氫氣或氨氣。 13.如申請專利範圍第11項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該電漿產生來源氣體包括氬氣。 14.如申請專利範圍第11項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中成長該氧化鋅緩衝層之步驟、形成該氧化鋅鎂成核穩定層之步驟與成長該氧化鋅奈米結構層之步驟時,更至少包括旋轉該基板。 15.如申請專利範圍第14項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中旋轉該基板之步驟更至少包括控制一旋轉速度介於0 rpm與實質20 rpm之間,但不包含0 rpm。 16.如申請專利範圍第14項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中成長該氧化鋅緩衝層之步驟、形成該氧化鋅鎂成核穩定層之步驟與成長該氧化鋅奈米結構層之步驟時,該基板之一法線方向與一沉積粒子入射方向之間具有一角度,且該角度為實質介於0°至90°。 17.如申請專利範圍第7項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該氧化鋅奈米結構層至少包括複數個奈米柱結構。 18. 一種氧化鋅奈米結構之製造方法,至少包括:提供一基板;成長一氧化鋅緩衝層於該基板之一表面上,其中成長該氧化鋅緩衝層之步驟至少包括使用一第一反應氣 體,且該第一反應氣體包括一還原氣體以及一電漿產生來源氣體;成長一氧化鋅鎂成核穩定層於該氧化鋅緩衝層之一表面上;以及成長一氧化鋅奈米結構層於該氧化 鋅鎂成核穩定層之一表面上。 19.如申請專利範圍第18項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該氧化鋅奈米結構層至少包括複數個奈米柱結構。 20.如申請專利範圍第18項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中成長該氧化鋅緩衝層之步驟包括利用一物理氣相沉積製程。 21.如申請專利範圍第20項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該物理氣相沉積製程係利用選自於由交頻磁控式濺鍍法、離子束濺鍍法、熱蒸鍍法、以及分子束磊晶法所組成之一族群。 22.如申請專利範圍第18項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中成長該氧化鋅鎂成核穩定層之步驟包括利用一物理氣相沉積製程。 23.如申請專利範圍第22項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該物理氣相沉積製程係利用選自於由交頻磁控式濺鍍法、離子束濺鍍法、熱蒸鍍法、以及分子束磊晶法所組成之一族群。 24.如申請專利範圍第22項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該物理氣相沉積製程至少包括使用一第二反應氣體,且該第二反應氣體包括一還原氣體以及一電漿產生來源氣體。 25.如申請專利範圍第24項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該第二反應氣體之該還原氣體包括氫氣或氨氣。 26.如申請專利範圍第24項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該第二反應氣體之該電漿產生來源氣體包括氬氣。 27.如申請專利範圍第18項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中成長該氧化鋅奈米結構層之步驟包括利用一物理氣相沉積製程。 28.如申請專利範圍第27項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該物理氣相沉積製程係利用選自於由交頻磁控式濺鍍法、離子束濺鍍法、熱蒸鍍法、以及分子束磊晶法所組成之一族群。 29.如申請專利範圍第27項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該物理氣相沉積製程至少包括使用一第二反應氣體,且該第二反應氣體包括一還原氣體以及一電漿產生來源氣體。 30.如申請專利範圍第29項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該還原氣體包括氫氣或氨氣。 31.如申請專利範圍第29項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該電漿產生來源氣體包括氬氣。 32.如申請專利範圍第18項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中成長該氧化鋅緩衝層之步驟、成長該氧化鋅鎂成核穩定層之步驟與成長該氧化鋅奈米結構層之步驟係在同一物理氣相沉積反應室中進行。 33.如申請專利範圍第32項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中成長該氧化鋅緩衝層之步驟、成長該氧化鋅鎂成核穩定層之步驟與成長該氧化鋅奈米結構層之步驟時,更至少包括旋轉該基板。 34.如申請專利範圍第33項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中旋轉該基板之步驟更至少包括控制一旋轉速度介於0 rpm與實質20 rpm之間,但不包含0 rpm。 35.如申請專利範圍第33項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中成長該氧化鋅緩衝層之步驟、成長該氧化鋅鎂成核穩定層之步驟與成長該氧化鋅奈米結構層之步驟時,該基板之一法線方向與一沉積粒子入射方向之間具有一角度,且該角度為實質介於0°至90°。 36.如申請專利範圍第18項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該第一反應氣體之該還原氣體包括氫氣或氨氣。 37.如申請專利範圍第18項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該第一反應氣體之該電漿產生來源氣體包括氬氣。 38.一種氧化鋅奈米結構之製造方法,至少包括:提供一基板;利用一第一反應氣體成長一氧化鋅緩衝層於該基板上,其中該第一反應氣體包括一還原氣體以及一電漿產生來源氣體;以及形成一氧化鋅奈米結構層於該氧化鋅緩衝層上。 39.如申請專利範圍第38項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該氧化鋅奈米結構層包括至少一奈米牆結構。 40.如申請專利範圍第38項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中成長該氧化鋅緩衝層之步驟包括利用一物理氣相沉積製程。 41.如申請專利範圍第38項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中成長該氧化鋅奈米結構層之步驟包括利用一物理氣相沉積製程。 42.如申請專利範圍第38項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,於成長該氧化鋅緩衝層之步驟與形成該氧化鋅奈米結構層之步驟之間,更至少包括成長一氧化鋅鎂成核穩定層於該氧化鋅緩衝層之一表面上。 43.如申請專利範圍第42項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中成長該氧化鋅鎂成核穩定層之步驟包括利用一物理氣相沉積製程。 44.如申請專利範圍第42項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中成長該氧化鋅緩衝層之步驟、成長該氧化鋅鎂成核穩定層之步驟與形成該氧化鋅奈米結構層之步驟時,更至少包括旋轉該基板。 45.如申請專利範圍第42項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中成長該氧化鋅緩衝層之步驟、成長該氧化鋅鎂成核穩定層之步驟與形成該氧化鋅奈米結構層之步驟時,該基板之一法線方向與一沉積粒子入射方向之間具有一角度,且該角度為實質介於0°至90°。 46.如申請專利範圍第42項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該氧化鋅奈米結構層至少包括複數個奈米柱結構。 47.如申請專利範圍第38項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該還原氣體包括氫氣與氨氣。 48.如申請專利範圍第38項所述之氧化鋅奈米結構之製造方法,其中該電漿產生來源氣體包括氬氣。 |
| 八、 | 圖式: |
![]() 第1圖 ![]() 第2圖 ![]() 第3圖 ![]() 第4圖 ![]() 第5圖 |
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