CN102569025A - 磊晶基板、使用该磊晶基板之半导体发光元件及其制程 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磊晶基板、使用该磊晶基板之半导体发光元件及其制造方法。根据本发明之磊基板包含一晶体基板。特别地，该晶体基板的晶体表面其上具有多个散乱排列的纳米级柱体。该多个纳米级柱体系由不同于形成该基板之材料的氧化物所形成。
Description
一、技术领域
本发明系关于一种磊晶基板(epitaxial substrate)、使用该磊晶基板之半导体发光元件及其制造方法，并且特别的，本发明是关于一种具有异质纳米级柱体(hetero-nanorod)之磊晶基板、使用该磊晶基板之半导体发光元件及其制造方法。
二、背景技术
化合物半导体材料，例如：氮化镓(GaN)，氮化铝钾(AlGaN)，氮化铝铟镓(AlInGaN)等III-V族化合物，以及碲化铬(CdTe)、氧化锌(ZnO)，及硫化锌(ZnS)等II-VI化合物，已经被广泛的检视适合作为电子元件的基板材料，包括但不限于电晶体管、场发射器以及光电元件，等。
以氮化镓为基础的微电子元件为例，其在制造上一个主要问题是制造的氮化镓半导体层须具有低缺陷密度(defect density)，以确保微电子元件的效能。据了解，导致缺陷密度的原因之一是氮化镓层与其上生长的基板之间的晶格不匹配(lattice mismatch)。因此，虽然氮化镓层可以在蓝宝石基板(sapphire substrate)上生长，已为众所周知的，籍由在形成的碳化硅基板上之氮化铝缓冲层上生长氮化镓层，可以降低缺陷密度，特别是穿透排差(threadingdislocation)的密度。尽管有了些长足的进步，持续降低缺陷密度仍是研究上想达成的目标。
也为众所周知的，籍由具有图案化的表面的基板提供利于磊晶的纵优取向，控制磊晶条件来达成横向磊晶(lateral epitaxy)，进而降低缺陷密度或控制缺陷。例如：氮化镓半导体层籍由横向磊晶方式形成具图案化表面之蓝宝石基板上，能控制排差横向延伸，以降低穿透排差的密度。
然而，制造具有图案化表面的磊晶基板之先前技术皆须利用黄光微影制程(photolithography process)。显见地，制造具有图案化表面之磊晶基板之先前技术制造成本高、生产速度慢。
三、发明内容
因此，本发明第一范畴在于提供一种磊晶基板及其制造方法。特别地，根据本发明之磊晶基板并不具有图案化表面，但其也具有协助化合物半导体材料横向磊晶的功效，以成长具良好品质的磊晶层。并且，根据本发明之制造方法具有制造成本低、生产快速的优点。
本发明之另一范畴在于提供一种使用根据本发明之磊晶基板的半导体发光元件及其制造方法，籍此，根据本发明之半导体发光元件具有优异的光电效能。
根据本发明之一较佳具体实施例之磊晶基板，其包含一晶体基板(crystalline substrate)。该晶体基板系由一第一材料所形成并且具有一晶体表面。特别地，多个纳米级柱体散乱地排列于该晶体基板之该晶体表面上。该多个纳米柱体系由一第二材料的氧化物所形成，并且，该第二材料不同于该第一材料。
根据本发明之一较佳具体实施例之制造一磊晶基板之方法，其首先系制备一晶体基板。该晶体基板系由一第一材料所形成，并且具有一晶体表面。接着，根据本发明之方法系于该晶体基本之晶体表面上，沉积一由第二材料所形成之多晶材料层(poly-crystalline materiallayer)。特别的，该第二材料不同于该第一材料。接着，根据本发明之方法系籍由一湿式蚀刻制程，蚀刻该多晶材料之晶界(grain boundary)，进而获得该第二材料之多个纳米级柱体。最后，根据本发明之方法系进行一氧化程序，致使由该第二材料形成多个纳米级柱体转变成由第二材料的氧化物形成的多个纳米级柱体，以获得该磊晶基板。
于实际应用中，形成该晶体基板之第一材料可以是蓝宝石(sapphire)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、氧化锌(ZnO)、硅(Si)、ScAlMgO4、SrCu2O2、YSZ(Yttria-StabilizedZirconia)、铝酸锂(Lithium Aluminum Oxide，LiAlO2)、镓酸锂(Lithium Gallium Oxide，LiGaO2)、硅酸锂(Lithium Silicon Oxide，Li2SiO3)、锗酸锂(Lithium Germanium Oxide，LiGeO3)、铝酸钠(Sodium Aluminum Oxide，NaAlO2)、镓酸钠(Sodium Gallium Oxide，NaGaO2)、锗酸钠(SodiumGermanium Oxide，Na2GeO3)、硅酸钠(Sodium silicon Oxide，Na2SiO3)、磷酸锂(Lithium PhosphorOxide，Li3PO4)、砷酸钠(Lithium Arsenic Oxide，Li3AsO4)、钒酸钠(Lithium Vanadium Oxide，Li3VO4)、Li2MgGeO4(Lithium Magnesium Germanium Oxide)、Li2ZnGeO4(Lithium ZincGermanium Oxide)、Li2CdGeO4(Lithium Cadmium Germanium Oxide)、Li2MgSiO4(LithiumMagnesium Silicon Oxide)、Li2ZnSiO4(Lithium Zinc Silicon Oxide)、Li2CdSiO4(Lithium CadmiumSilicon Oxide)、Na2MgGeO4(Sodium Magnesium Germanium Oxide)、Na2ZnGeO4(Sodium ZincGermanium Oxide)、NaZnSiO4(Sodium Zinc Silicon Oxide)、或其它商用供磊晶用之材料。
于实际应用中，形成该多晶材料层之第二材料可以是锗(Ge)、氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硫化镉(CdS)、硒化锌(ZnSe)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)、硅(Si)或金属/硅化物(metal/silicide)，当中金属可以是铝(Al)、镍(Ni)、铁(Fe)等，硅化物可以是硅化铝(SiAl)、硅化锌(SiZn)、硅化镍(SiNi)等。
于一具体实施例中，该磊晶基板之表面其平均表面粗糙度Ra值范围从0.1nm至100nm。
于一具体实施例中，该磊晶基板之表面其平均峰谷高度Rz值范围从9nm至999nm。
于一具体实施例中，该多晶材料可以籍由一低压化学气相沉积制程(low pressure chemicalvapor deposition，LPCVD)、一电浆辅助化学气相沉积制程(plasma enhanced chemical vapordeposition，PECVD)、一溅镀制程(thermal deposition)沉积于该晶体基板之该晶体表面上。
于一具体实施例中，该多晶材料层具有范围从20nm至2000nm之厚度。
根据本发明之一较佳具体实施例之半导体发光元件，其包含一晶体基板、多个纳米级柱体以及由多层半导体材料所构成之一发光结构。该晶体基板系由一第一材料所形成，并且具有一晶体表面。该多个纳米级柱体系由一第二材料的氧化物所形成，并且散乱第排列于该晶体基板之该晶体表面上。特别地，该第二材料不同于该第一材料。该发光结构系由形成于该晶体表面及该多个纳米级柱体上。该多层半导体材料之一最底层半导体材料层系由一化合物半导体材料磊晶层。该多个纳米级柱体有助于该化合物半导体材料的磊晶程序。
根据本发明之一较佳具体实施例之制造一半导体发光元件之方法，其首先系制备一晶体基板。该晶体基板系由一第一材料所形成，并且具有一晶体表面。接着，根据本发明之方法系于该晶体基板之该晶体表面上，沉积由一第二材料所形成之一多晶材料层。特别地，该第二材料不同于该第一材料。接着，根据本发明之方法系由一湿式蚀刻制程，蚀刻该多晶材料之晶界，进而获得该第二材料之多个纳米级柱体。接着，根据本发明之方法系进行一氧化程序，致使由该第二材料所形成的多个纳米级柱体转变为由该第二材料的氧化物所形成的多个纳米级柱体。最后，根据本发明之方法系形成多层半导体材料于该晶体表面及该多个纳米级柱体上，以构成一发光结构。该多层半导体材料层之一最底层半导体材料系一化合物半导体材料的磊晶层。该多个纳米级柱体有助于该化合物半导体材料的磊晶程序。
与先前技术不同处，根据本发明之磊晶基板其上具有异质纳米级柱体，且为非图案化表面，并具有助于化合物半导体材料在其上成长品质良好的磊晶层。并且，根据本发明之磊晶基板的制造方法具有制造成本低、生产快速的优点。根据本发明之半导体发光元件也具有优异的光电效能。
关于本发明之优点与精神可以籍由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
四、附图说明
图1系示意地绘示根据本发明之一较佳具体实施例之磊晶基板。
图2至图4系示意地绘示根据本发明之一较佳具体实施例之制造如图1所示之磊晶基板的方法。
图5系列举可做为蚀刻图3中多晶材料层之晶界的蚀刻液之种类及其成份。
图6系示意地绘示根据本发明之一较佳具体实施例之半导体发光元件。
主要元件符号说明
1：磊晶基板
10：晶体基板
102：晶体基板的晶体界面
12：多晶材料层
122：多晶材料之晶界
2：半导体发光元件
124：第二材料形成的纳米级柱体
126：第二材料的氧化物形成的纳米级柱体
20：多层半导体材料层
202：最底层半导体材料层
五、具体实施方式
请参阅图1，图1系以截面视图示意地绘于根据本发明之一较佳具体实施例之一磊晶基板1。该磊晶基本1可以供一化合物半导体材料磊晶之用，例如，氮化镓、氮化铝镓、氮化铝铟镓等III-V族化合物，或碲化镉、氧化锌、硫化锌等II-VI族化合物。
如图1所示，根据本发明之磊晶基板1包含一晶体基板10。该晶体基板10具有一晶体表面102。
特别地，多个纳米级柱体126系散乱地排列于该晶体基板10之该晶体表面102上。该多个纳米级柱体126系由一第二材料的氧化物所形成，并且该第二材料不同于该第一材料。须注意的是，根据本发明之磊晶基板1之表面为纳米尺度高低不平且非图案化的表面。并且，由该第二材料之氧化物所形成的多个纳米基柱体126晶格常数已非固定，可视为非晶材质(amorphous)。
于实际应用中，形成该晶体基板10之第一材料可以是蓝宝石(sapphire)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、氧化锌(ZnO)、硅(Si)、ScAlMgO4、SrCu2O2、YSZ(Yttria-StabilizedZirconia)、铝酸锂(Lithium Aluminum Oxide，LiAlO2)、镓酸锂(Lithium Gallium Oxide，LiGaO2)、硅酸锂(Lithium Silicon Oxide，Li2SiO3)、锗酸锂(Lithium Germanium Oxide，LiGeO3)、铝酸钠(Sodium Aluminum Oxide，NaAlO2)、镓酸钠(Sodium Gallium Oxide，NaGaO2)、锗酸钠(SodiumGermanium Oxide，Na2GeO3)、硅酸钠(Sodium silicon Oxide，Na2SiO3)、磷酸锂(Lithium PhosphorOxide，Li3PO4)、砷酸钠(Lithium Arsenic Oxide，Li3AsO4)、钒酸钠(Lithium Vanadium Oxide，Li3VO4)、Li2MgGeO4(Lithium Magnesium Germanium Oxide)、Li2ZnGeO4(Lithium ZincGermanium Oxide)、Li2CdGeO4(Lithium Cadmium Germanium Oxide)、Li2MgSiO4(LithiumMagnesium Silicon Oxide)、Li2ZnSiO4(Lithium Zinc Silicon Oxide)、Li2CdSiO4(Lithium CadmiumSilicon Oxide)、Na2MgGeO4(Sodium Magnesium Germanium Oxide)、Na2ZnGeO4(Sodium ZincGermanium Oxide)、NaZnSiO4(Sodium Zinc Silicon Oxide)、或其它商用供磊晶用之材料。
于实际应用中，形成该多晶材料层之第二材料可以是锗(Ge)、氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硫化镉(CdS)、硒化锌(ZnSe)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)、硅(Si)或金属/硅化物(metal/silicide)，当中金属可以是铝(Al)、镍(Ni)、铁(Fe)等，硅化物可以是硅化铝(SiAl)、硅化锌(SiZn)、硅化镍(SiNi)等。
于一具体实施例中，根据本发明之磊晶基板1之表面其平均表面粗糙度Ra值范围从0.1nm至100nm。
于一具体实施例中，根据本发明之磊晶基板1之表面其平均峰谷高度Rz值范围从9nm至999nm。
请参阅图2至图4以及图1，该等图式系以截面视图示意地绘于根据本发明之一较佳具体实施例至制造如图1所示至磊晶基板1的方法。
如图2所示，首先，根据本发明之方法系制备一晶体基板10，该晶体基板10系由一第一材料所形成，并且具有一晶体表面102。
接着，根据本发明之方法系于该晶体基板10之该晶体表面102上，沉积由一第二材料所形成之一多晶材料层12，如图3所示。同样示于图3，该多晶材料层12具有晶界122。特别地，该第二材料不同于该第一材料。关于第一材料及第二材料的成分，已详述于上文中，在此不再赘述。
接着，根据本发明之方法系籍由一湿式蚀刻制程，蚀刻该多晶材料层12之晶界122，进而获得该第二材料之多个纳米级柱体124。该多晶材料层12经蚀刻后的界面示意图请见图4。
最后，根据本发明之方法系进行一氧化程序，致使由该第二材料形成的多个该纳米级柱体124转变为由该第二材料的氧化物形成的多个纳米级柱体126，即获得如图1所示之磊晶基板1。例如，图4所示的结构置于氧气炉氛并在1100℃下，即进行氧化程序，进而让由该第二材料形成的多个该纳米级柱体124转变为由该第二材料的氧化物形成的多个纳米级柱体126。
须注意的是，根据本发明之磊晶基板1之表面为纳米尺度高低不平且非图案化的表面。
于一具体实施例中，该多晶材料层12可以籍由一低压化学气相沉积制程(low pressurechemical vapor deposition，LPCVD)、一电浆辅助化学气相沉积制程(plasma enhanced chemicalvapor deposition，PEVVD)、一溅镀制程(sputtering)或一热蒸镀制程(thermal deposition)沉积于该晶体基板10之该晶体表面102上。
实务上，根据本发明之磊晶基板1之表面之Ra值及Rz值的控制，可以籍由控制该多晶材料层12之厚度于晶粒尺寸以及蚀刻条件来达成。
于一具体实施例中，该多晶材料层12具有范围从20nm至2000nm之厚度。
于一案例中，以篮宝石为基板，可作为蚀刻该多晶材料层12之晶界122的蚀刻液的种类及其成分列举于图5。图5列出Secco、Sirtl、Wright以及Seiter四种蚀刻液。此外，由于图5中所列举的蚀刻液并不会对蓝宝石基板等侵蚀，因此，该蚀刻液可以蚀刻该多晶材料层12之晶界122至蓝宝石基板10的晶体表面102露出。
与先前技术不同之处，根据本发明之磊晶基板1之表面为纳米尺度高低不平且非图案化的表面。更特别地是，根据本发明之磊晶基板1的表面具有异质纳米级柱体。须强调的是，与先前技术之具有图案化表面的磊晶基板相同地，根据本发明之磊晶基板1一样具有协助化合物半导体材料横向磊晶的功效。
请参阅图6，图6系以截面示意地绘于根据本发明之一较佳具体实施例之半导体发光元件2，其包含一晶体基板10、多个纳米级柱体126以及多层半导体材料层20所构成之一发光结构。该晶体基板10系由一第一材料所形成，并且具有一晶体表面102。该多个纳米级柱体126系由一第二材料的氧化物所形成，并且散乱地排列于该晶体基板10之该晶体表面102上。特别地，该第二材料不同于该第一材料。关于第一材料和第二材料的成分，已详述于上文中，在此不再赘述。
该发光结构系形成于该晶体表面102及该多个纳米级柱体126上。图6所绘示之多层半导体材料层20各层材料可以系以一发光二极管为范例。该多层半导体材料层20之一最底层半导体材料层202系一化合物半导体材料磊晶层。该多个纳米级柱体126有助于该化合物半导体材料的磊晶程序，也就是说，该多个纳米级柱体126有助于该化合物半导的材料籍由横向磊晶方式形成于该晶体基板10之晶体表面102上，能控制差排横向延伸，以降低穿透差排的密度。
请再参阅图1、图2至图4以及图6，根据本发明之一较佳具体实施例之制造如图6所示之半导体发光元件2之方法，其首先系制备一晶体基板10，如图2所示。该晶体基板10系由一第一材料所形成，并且具有一晶体表面102。
接着，根据本发明之方法系于该晶体基板10之该晶体表面102上，沉积由一第二材料所形成之多晶材料层12，如图3所示。同样示于图3，该多晶材料层12且由晶界122。特别地，该第二材料不同于该第一材料。
接着，根据本发明之方法系由一湿式蚀刻制程，蚀刻该多晶材料层12之晶界122，进而获得该第二材料之多个纳米级柱体124。该多晶材料层12经蚀刻后的截面示意图请见图4。
接着，根据本发明之方法系进行一氧化程序，致使由该第二材料形成的多个纳米级柱体124转变为由该第二材料的氧化物形成的多个纳米级柱体126，即获得如图1所示之磊晶基板1。最后，根据本发明之方法系形成多层半导体材料层20于该晶体表面102及该多个纳米级柱体126上，以构成一发光结构，即完成如图6所示之半导体发光元件2。
特别地，该多层半导体材料层20之一最底层半导体材料层202系一化合物半导体材料磊晶层。该多个纳米级柱体126有助于该化合物半导体材料的磊晶程序。
须强调的是，与先前技术不同之处，根据本发明之磊晶基板制造方法无须黄光微影程序，也无导入复杂制程。显见地，根据本发明之制造方法具有制造成本低，生产快速的优点。更特别地是，根据本发明之磊晶基板的表面具有异质纳米级柱体。利用根据本发明之磊晶基板制造的半导体发光元件也具有优异的光电效能。
籍由以上较佳具体实施例之详述，系希望能更加清楚描述本发明之特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明之范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及且相等性的安排于本发明所欲申请之专利范围的范畴内。因此，本发明所申请之专利范围的范畴应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。
Claims (10)
1.一种制造一磊晶基板之方法，包含下列步骤：
制备一晶体基板，该晶体基板系由一第一材料所形成并且具有一晶体表面；
于该晶体基板之该晶体表面上，沉积由一第二材料所形成之一多晶材料层，该第二材料不同于该第一材料；
籍由一湿式蚀刻制程，蚀刻该多晶材料层之晶界进而获得该第二材料之多个纳米级柱体；
进行一氧化程序，致使由该第二材料形成的多个纳米级柱体转变为由第二材料的氧化物形成的多个纳米级柱体，以获得该磊晶基板。
2.如权利要求1所述之方法，其中该第一材料系选自由蓝宝石(sapphire)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、氧化锌(ZnO)、硅(Si)、ScAlMgO4、SrCu2O2、YSZ(Yttria-Stabilized Zirconia)、铝酸锂(Lithium Aluminum Oxide，LiAlO2)、镓酸锂(LithiumGallium Oxide，LiGaO2)、硅酸锂(Lithium Silicon Oxide，Li2SiO3)、锗酸锂(LithiumGermanium Oxide，LiGeO3)、铝酸钠(Sodium Aluminum Oxide，NaAlO2)、镓酸钠(SodiumGallium Oxide，NaGaO2)、锗酸钠(Sodium Germanium Oxide，Na2GeO3)、硅酸钠(Sodiumsilicon Oxide，Na2SiO3)、磷酸锂(Lithium Phosphor Oxide，Li3PO4)、砷酸钠(Lithium ArsenicOxide，Li3AsO4)、钒酸钠(Lithium Vanadium Oxide，Li3VO4)、Li2MgGeO4(LithiumMagnesium Germanium Oxide)、Li2ZnGeO4(Lithium Zinc Germanium Oxide)、Li2CdGeO4(Lithium Cadmium Germanium Oxide)、Li2MgSiO4(Lithium Magnesium SiliconOxide)、Li2ZnSiO4(Lithium Zinc Silicon Oxide)、Li2CdSiO4(Lithium Cadmium SiliconOxide)、Na2MgGeO4(Sodium Magnesium Germanium Oxide)、Na2ZnGeO4(Sodium ZincGermanium Oxide)、NaZnSiO4(Sodium Zinc Silicon Oxide)所组成之一群组中之其一；该第二材料系选自由锗(Ge)、氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硫化镉(CdS)、硒化锌(ZnSe)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)、硅(Si)或金属/硅化物(metal/silicide)所组成之一群组中之其一。
3.如权利要求1所述之方法，其中该磊晶基板之表面其平均表面粗糙镀Ra值范围从0.1nm至100nm，该磊晶基板至表面其平均峰谷高度Rz值范围从9nm至999nm。
4.如权利要求1所述至方法，其中该多晶材料层系籍由选自有一低压化学气相沉积制程、一电浆辅助化学气相沉积制程、一溅镀制程以及一热蒸镀制程沉积于该晶体基板之该晶体表面上。并且该多晶材料层具有范围从20nm至2000nm之厚度。
5.如权利要求1所述的磊晶基板，包含：
一晶体基板，该晶体基板系由一第一材料所形成并且具有一晶体表面；
多个纳米级柱体，该多个纳米级柱体系由一第二材料的氧化物所形成并且散乱地排列于该晶体基板之该晶体表面上，该第二材料不同于该第一材料。
6.如权利要求5所述之磊晶基板，其中该第一材料系选自蓝宝石(sapphire)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、氧化锌(ZnO)、硅(Si)、ScAlMgO4、SrCu2O2、YSZ(Yttria-Stabilized Zirconia)、铝酸锂(Lithium Aluminum Oxide，LiAlO2)、镓酸锂(LithiumGallium Oxide，LiGaO2)、硅酸锂(Lithium Silicon Oxide，Li2SiO3)、锗酸锂(LithiumGermanium Oxide，LiGeO3)、铝酸钠(Sodium Aluminum Oxide，NaAlO2)、镓酸钠(SodiumGallium Oxide，NaGaO2)、锗酸钠(Sodium Germanium Oxide，Na2GeO3)、硅酸钠(Sodiumsilicon Oxide，Na2SiO3)、磷酸锂(Lithium Phosphor Oxide，Li3PO4)、砷酸钠(Lithium ArsenicOxide，Li3AsO4)、钒酸钠(Lithium Vanadium Oxide，Li3VO4)、Li2MgGeO4(LithiumMagnesium Germanium Oxide)、Li2ZnGeO4(Lithium Zinc Germanium Oxide)、Li2CdGeO4(Lithium Cadmium Germanium Oxide)、Li2MgSiO4(Lithium Magnesium SiliconOxide)、Li2ZnSiO4(Lithium Zinc Silicon Oxide)、Li2CdSiO4(Lithium Cadmium SiliconOxide)、Na2MgGeO4(Sodium Magnesium Germanium Oxide)、Na2ZnGeO4(Sodium ZincGermanium Oxide)、NaZnSiO4(Sodium Zinc Silicon Oxide)所组成之一群组中之其一；该第二材料系选自由锗(Ge)、氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硫化镉(CdS)、硒化锌(ZnSe)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)、硅(Si)或金属/硅化物(metal/silicide)所组成之一群组中之其，该第二材料系选自由锗(Ge)、氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硫化镉(CdS)、硒化锌(ZnSe)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)、硅(Si)或金属/硅化物(metal/silicide)所组成之一群组中之其一。
7.如权利要求5所述之磊晶基板，其中该磊晶基板之表面其平均表面粗糙度Ra值范围从0.1nm至100nm，该磊晶基板之表面其平均峰谷高度Rz值范围从9nm至999nm。
8.如权利要求1所述之磊晶基板，使用该磊晶基板之半导体发光元件，包含：
一晶体基板，该晶体基板系由一第一材料所形成并且具有一晶体表面；
多个纳米级柱体，该多个纳米级柱体系由一第二材料的氧化物所形成并且散乱地排列于该晶体基板之该晶体表面上，该第二材料不同于该第一材料；
以及由多层半导体材料层所构成之一发光结构，该发光结构系形成于该晶体表面及该多个纳米柱体上，其中该多层半导体材料层之一最底层半导体材料层系一化合物半导体材料磊晶层，该多个纳米级柱体有助于该化合物半导体材料的磊晶程序。
9.如权利要求8所述的半导体发光元件，其中该底一材料系选自由蓝宝石(sapphire)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、氧化锌(ZnO)、硅(Si)、ScAlMgO4、SrCu2O2、YSZ(Yttria-Stabilized Zirconia)、铝酸锂(Lithium Aluminum Oxide，LiAlO2)、镓酸锂(LithiumGallium Oxide，LiGaO2)、硅酸锂(Lithium Silicon Oxide，Li2SiO3)、锗酸锂(LithiumGermanium Oxide，LiGeO3)、铝酸钠(Sodium Aluminum Oxide，NaAlO2)、镓酸钠(SodiumGallium Oxide，NaGaO2)、锗酸钠(Sodium Germanium Oxide，Na2GeO3)、硅酸钠(Sodiumsilicon Oxide，Na2SiO3)、磷酸锂(Lithium Phosphor Oxide，Li3PO4)、砷酸钠(Lithium ArsenicOxide，Li3AsO4)、钒酸钠(Lithium Vanadium Oxide，Li3VO4)、Li2MgGeO4(LithiumMagnesium Germanium Oxide)、Li2ZnGeO4(Lithium Zinc Germanium Oxide)、Li2CdGeO4(Lithium Cadmium Germanium Oxide)、Li2MgSiO4(Lithium Magnesium SiliconOxide)、Li2ZnSiO4(Lithium Zinc Silicon Oxide)、Li2CdSiO4(Lithium Cadmium SiliconOxide)、Na2MgGeO4(Sodium Magnesium Germanium Oxide)、Na2ZnGeO4(Sodium ZincGermanium Oxide)、NaZnSiO4(Sodium Zinc Silicon Oxide)所组成之一群组中之其一；该第二材料系选自由锗(Ge)、氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硫化镉(CdS)、硒化锌(ZnSe)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)、硅(Si)或金属/硅化物(metal/silicide)所组成之一群组中之其一，该第二材料系选自由锗(Ge)、氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硫化镉(CdS)、硒化锌(ZnSe)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)、硅(Si)或金属/硅化物(metal/silicide)所组成之一群组中之其一。
10.如权利要求8所述之半导体发光元件，其制造之方法包含下列步骤：
制备一晶体基板，该晶体基板系由一第一材料所形成并且具有一晶体表面，其中该第一材料系选自由蓝宝石(sapphire)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、氧化锌(ZnO)、硅(Si)、ScAlMgO4、SrCu2O2、YSZ(Yttria-Stabilized Zirconia)、铝酸锂(LithiumAluminum Oxide，LiAlO2)、镓酸锂(Lithium Gallium Oxide，LiGaO2)、硅酸锂(Lithium SiliconOxide，Li2SiO3)、锗酸锂(Lithium Germanium Oxide，LiGeO3)、铝酸钠(Sodium AluminumOxide，NaAlO2)、镓酸钠(Sodium Gallium Oxide，NaGaO2)、锗酸钠(Sodium GermaniumOxide，Na2GeO3)、硅酸钠(Sodium silicon Oxide，Na2SiO3)、磷酸锂(Lithium PhosphorOxide，Li3PO4)、砷酸钠(Lithium Arsenic Oxide，Li3AsO4)、钒酸钠(Lithium VanadiumOxide，Li3VO4)、Li2MgGeO4(Lithium Magnesium Germanium Oxide)、Li2ZnGeO4(LithiumZinc Germanium Oxide)、Li2CdGeO4(Lithium Cadmium Germanium Oxide)、Li2MgSiO4(Lithium Magnesium Silicon Oxide)、Li2ZnSiO4(Lithium Zinc Silicon Oxide)、Li2CdSiO4(Lithium Cadmium Silicon Oxide)、Na2MgGeO4(Sodium Magnesium GermaniumOxide)、Na2ZnGeO4(Sodium Zinc Germanium Oxide)、NaZnSiO4(Sodium Zinc Silicon Oxide)所组成之一群组中之其一；
于该晶体基板之该晶体表面上，沉积由一第二材料所形成之一多晶材料层，该第二材料不同于该第一材料，其中该第二材料层系选自由锗(Ge)、氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硫化镉(CdS)、硒化锌(ZnSe)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)、硅(Si)或金属/硅化物(metal/silicide)所组成之一群组中之其一，该第二材料系选自由锗(Ge)、氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硫化镉(CdS)、硒化锌(ZnSe)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)、硅(Si)或金属/硅化物(metal/silicide)所组成之一群组中之其一；
籍由一湿式蚀刻制程，蚀刻该多晶材料层之晶界进而获得该第二材料之多个纳米级柱体；进行一氧化程序，致使由该第二材料形成的多个纳米级柱体转变为该第二材料的氧化物形成的多个纳米级柱体；
以及形成多层半导体材料层于该晶体表面及该多个纳米级柱体上，以构成以发光结构，其中该多层薄导体材料层之一最底层半导体材料材料层系以化合物半导体材料磊晶层，该多个纳米级柱体有助于该化合物半导体材料的磊晶程序。
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