TW201145583A - Light emitting diodes with N-polarity and associated methods of manufacturing - Google Patents

Description

201145583 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本技術一般而言係針對諸如發光二極體（「led」）等固 態照明（SSL)裝置及相關製造方法。 【先前技術】 行動電話、個人數位助理（PDA)、數位相機、mp3播放 器及其他可攜式電子裝置利用led進行背景照射。圖1係 一習用氮化銦鎵（「InGaN」）LED 1 0之一部分之一剖面 圖。如圖1A中所展示，LED 10包含彼此上下串聯的一基 板12、一可選緩衝材料13(例如，氮化鋁）、一N型氮化鎵 (「GaN」）材料14、一 InGaN材料16(及/或〇aN多重量子井） 及一 P型GaN材料18。LED 10亦包含P型GaN材料18上之一 第一觸點20及N型GaN材料I4上之一第二觸點22。 LED 10應可組態以在一寬廣範圍之波長下發射。據信， LED發射之波長係至少部分地與InGaN材料丨6中之銦（In)之 量有關。舉例而言，InGaN材料16中之銦之一較大量已與 LED 10之較長發射波長相關。 一種用於增強InGaN材料16中之銦之併入之技術係經由 氮化基板12在氮極性表面上而非在鎵極性表面上形成 GaN/InGaN材料14、16及1 8。然而，此技術之一個操作困 難係基板12之氮化產物可干擾GaN/lnGaN材料14、16及1 8 於其上之後續沈積。因此，可期望在基板之氮極性表面上 形成LED結構之數個改良。 【實施方式】 154294.doc 201145583 下文閱述其上形成有LED之微電子基板及相關製造方法 之各項實施例。在通篇中，術語「微電子基板」用以包含 其上及/或其中製作有微電子裝置、微機械裝置、資料儲 存元件、讀/寫組件及其他特徵之基板。術語「石夕」一般 而言係指具有帶有5.430710 A之一晶格間距之一面心鑽石 立方結構之一單晶矽材料。術語「矽（1，〇,〇)」及術語「矽 (1，U)」一般而言分別係指由米勒指數界定之〇,〇,〇)及 (1，1，1)晶體晶格定向。可在William C. O'Mara之/f如办〇〇女 〇/ 7^£?/2«〇/〇容少中找到米勒指數之一 論述’其揭示内容以全文引用的方式併入本文中。熟習相 關技術者亦將理解，本技術可具有額外實施例，且可在無 下文參考圖2 A至圖5所闡述之實施例之數個細節之情形下 實踐本技術。 在以下論述中’根據本技術之實施例，使用具有

GaN/InGaN材料之一 LED作為一 LED之一實例。該等LED 之數個實施例亦可包含以下各項中之至少一者：砷化鎵 (GaAs)、砷化鋁鎵（AlGaAs)、磷砷化鎵（GaAsP)、磷化鋁 鎵銦（AlGalnP)、稱化鎵（in)(GaP)、砸化鋅（ZnSe)、氮化 硼（BN)、氮化铭（A1N)、氮化鋁鎵（AlGaN)、氮化鋁鎵銦 (AlGalnN)及/或其他適合半導體材料，前述半導體材料可 具有大體類似於或不同於GaN/InGaN材料之晶體結構。然 而’以下對Ga極性及N極性之定義仍可適用。 圖1B係根據本技術之實施例一 GaN/InGaN材料中之一晶 體平面之一示意性透視圖。如圖1B中所展示，該GaN/ 154294.doc 201145583 材枓具有―纖鋅礦晶體結構’其具有由對應米勒指 艚曰坆不之各種晶格平面或小面。圖1β中圖解說明-個此 :平面’即，時面。如下文中所使用，術語「Ga極 *一」-般而言係指沿著大體垂直於^平面且具有州叫之 一水勒指數之-方向延伸之—晶格結構。術語「N極性」 -般而言係指沿著具有[οοοτ]之一米勒指數之相反方向延 伸之一晶格結構。 圖2係圖解說明根據本技術之實施例形成具有Ν極性之-LED結構之—方法之—流程圖。如圖2中所展示，該方 法之:初始階段（方塊2〇2)包含至少接近一基板之一表面產 生:富含氮之環境，而不在該基板之該表面上形成氮化物 材料在以下闡述中’為圖解說明之目的，該基板包含具 有-(1，1，1)晶體晶格定向之一矽晶圓。在其他實施例中， δ亥基板亦可包含具有一 (10,0)晶體晶格定向之一矽晶圓。 在其他實施例中，該基板可包含具有其他晶體晶格定向之 一矽晶圓，或者其可包含碳化矽（sic)、藍寶石（Α1203)及/ 或其他適合基板材料。 該基板之表面處所產生之富含氮之環境的一個特徵係氮 (Ν)原子可鬆散地吸附於、擴散至及/或以其他方式附著至 该矽晶圓之表面，而不與矽材料形成共價鍵、離子鍵及/ 或具有其他強相互作用。如下文中所使用，片語「強相互 作用」般而5係指具有大於約50 kcal/mol之一相互作用 能之一分子相互作用。 替代地’在某些實施例中，可經由凡得瓦力、氫鍵及/ 154294.doc 201145583 或其他弱相互作用將氮原子吸附至矽晶圓之表面上。如下 文中所使用’片語「弱相互作用」一般而言係指具有小於 約10.0 kcal/mo丨之一相互作用能之一分子相互作用。舉例 而言，可經由具有約 10·0 kcal/m〇1、5 kcal/mol、！ kcal/mol之一相互作用能及/或具有其他適合相互作用能值 的凡得瓦力或氫鍵將氮原子附著至矽晶圓之表面。在另一 實施例中，氮原子可擴散至矽晶圓中。經擴散之氮原子可 係被圍阻或陷留於該矽晶圓之晶格結構中，而不形成氮化 矽（SiN)晶體結構❶在其他實施例中，氮原子可經由其他 適合機制以其他方式鬆散地附著至該基板。 在某些實施例中，產生富含氮之環境可包含：施加氮電 漿，自該電漿複數個氮原子附著至矽晶圓之表面；及控制 s亥氮電漿之參數以避免在該矽晶圓之表面上形成氮化矽 (SiN)及/或其他氮化產物。下文參考圖3A至圖3(：更詳細地 闡述利用氮電漿之施加之數個實施例。 在其他實施例中，產生富含氮之環境可包含：在矽晶圆 之表面上沈積氮化矽（SiN)及/或其他氮化產物；使氮原子 中之至少某些氮原子自氮化矽（SiN)擴散至矽晶圓中；及 隨後在矽晶圓之表面上形成LED結構之前自其移除經沈積 之氮化矽（SiN)。下文參考圖4A至圖4D更詳細地闡述利用 氮原子至矽晶圓中之擴散之數個實施例。在其他實施例 中’產生畐含氮之環境可包含用其他適合含氮組合物接觸 石夕晶圓之表面。 在產生富含氮之環境之後，該方法然後可包含在矽晶圓 154294.doc ,201145583 之表面上形成一 led結構之數個階段。舉例而言，該方法 之另一階段（方塊204)可包含在矽晶圓上沈積一第一半導體 材料，該矽晶圓具有至少接近矽晶圓之表面之富含氮之環 境。在一項實施例中，沈積該第一半導體材料包含在一矽 晶圓之表面上生長一磊晶NSGaN材料。在其他實施例 中，沈積該第一半導體材料可包含在矽晶圓之表面上生長 一 P型GaN材料及或其他適合包覆材料。 該方法之另一階段（方塊2〇6)可包含在該第一半導體材 料上形成LED之-作用區域。在__項實施例中，形成該作 用區域包含在生長於該基板之表面上之1^型（}心材料上生 長一磊晶InGaN材料及/或形成GaN多重量子井。在其他實 施例中，形成該作用區域可包含在該第一半導體材料上生 長其他類型之適合半導體材料。 該方法之又一階段（方塊2 〇 8)可包含在該作用區域上形 成一第二半導體材料。在一項實施例中，沈積該第二半導 體材料包含在該LED之作用區域上生Haa”eaN材 料。在其他實施例中，沈積該第二半導體材料亦可包含生 長一 N型GaN材料及/或其他適合包覆材料。用於生長該第 一半導體材料、該作用區域及該第二半導體材料之技術可 包含金屬有機化學氣相沈積（「M0CVD」）、分子束磊晶 (「麵」）、液相蟲晶（「LPE」）、氫化物氣相蟲晶 (「HVPE」）及/或其他適合技術。 據信，矽晶圓之表面處之富含氮之環境可至少促進生長 用於LED結構之具有N極性而非Ga極性之GaN/InGaN材 154294.doc 201145583 料。在不受理論束缚之情形下，據信至少接近矽晶圓之表 面之氮原子可影響及/或確定該矽晶圓之表面處之一電場 及/或電磁場之極性。因此，鎵（Ga)及/或銦（In)原子將優先 形成具有N極性而非Ga極性之GaN及/或InGaN晶格結構。 亦據信’所形成之lED結構可具有優於先前技術led結 構之經改良晶格品質’此乃因矽晶圓之表面上不形成氮化 石夕（SiN)。在不受理論束縛之情形下，據信若矽晶圓之表 面上形成有氮化矽（SiN)，則用於形成GaN及/或InGaN材料 之前體（例如’三甲基鎵、三乙基鎵、三曱基銦、三乙基 姻、二異丙基曱基銦、乙基二甲基銦等）可能不充分地潤 濕矽晶圓之表面。因此，可難以使GaN/InGaN前體在矽晶 圓之表面上成核。所形成之LED結構因此將具有高位錯 率、粗糙表面及/或其他不良晶格品質。因此，藉由不在 矽晶圓之表面上形成氮化矽（SiN)，GaN/InGaN前體可容易 地在矽晶圓之表面上成核以產生所形成之LED結構之經改 良晶格品質。 儘管上文將方法200闡述為直接在矽晶圓之表面上形成 LED結構，但在某些實施例中方法2〇〇亦可視情況包含在 形成LED結構之前將一緩衝材料沈積至矽晶圓之表面上。 在一項實施例中，該緩衝材料可包含藉由用含有三甲基鋁 (TMA1)、氨水（Νϋ4Οϋ)及/或其他適合組合物之一氣體接 觸碎晶圓之表面而形成之氮化銘（Α1Ν)。在其他實施例 中，該緩衝材料亦可包含經由MOCVD、ΜΒΕ及/或其他適 合技術形成於矽晶圓之表面上之氧化鋅（Ζη02)及/或其他適 154294.doc 201145583 合緩衝材料。 圖3 A係圖解說明根據本技術之實施例用於至少接近一石夕 曰曰圓之一表面產生一富含氮之環境之一程序3〇〇之一流程 圖。如圖3A中所展示，程序3〇〇可包含將一矽晶圓放置於 電漿反應器及/或其他適合類型之反應器中之一初始階 段（方塊302：^下文參考圖3B更詳細地論述一電漿反應器 之一個實例。 程序300之另一階段（方塊3〇4)包含在電漿室中產生氮電 漿。在一項實施例中’產生氮電漿包含將含有氮之一氣體 '主入至電渡室中’並將能量施加至經注入之氣體以在該電 漿室中產生氮電漿。用於施加能量之技術包含靜電偏壓、 射頻（「RF」）輻射及/或其他適合技術。在另一實施例中， 可藉由一遠距離電漿源產生氮電漿且可藉助一電漿導件將 其引導至s玄電漿室。在其他實施例中，可經由其他適合技 術產生氮電漿。 程序300之一後續階段（方塊3〇6)包含將所產生之電漿施 加至石夕晶圓之表面。在將氮電漿施加至矽晶圓之表面時， 程序300之另一階段（方塊3〇8)包含調整產生及/或施加氮電 • 衆之至少一個參數以使得所產生之氮電漿不會致使在矽晶 - 圓之表面上形成氮化矽（SiN)。 在一項實施例中’一電漿感測器可連續地量測該所產生 之電漿之至少一個電漿參數（例如，一電漿電荷密度及/或 一電漿溫度）。一基於電腦之控制器可然後使用所監測之 電聚參數作為一回饋控制迴路中之一製程變數以達成電漿 154294.doc •9· 201145583 能之一所期望設定點。可自經驗及/或在理論上確定該電 漿能之設定點’以使得該氮電漿不具有足以致使在矽晶圓 之表面上形成氮化矽（SiN)之能量。回饋控制迴路之控制 變數可包含電偏壓電壓、RF強度、至電漿室及/或矽晶圓 之熱輸入及/或其他適合操作條件。在其他實施例中，可 使用所產生之電漿之其他適合技術及/或操作參數。 圖3B係圖解說明根據本技術之實施例適用於執行圖3 a 之程序300之一電漿反應器3 10之一示意圖。如圖3B中所展 示’電聚反應器310包含一室311、室311内部之一支樓件 312及電輛合至支撐件312之一電源314。室311包含一容器 316，其耦合至一電接地蓋318以在室311内部形成一密封 環境。室311亦包含接近於容器316之一上部部分之一氣體 入口 320及接近於容器316之一底部部分之一氣體出口 3 22。電漿反應器310亦可包含搞合至氣體出口 3 22以用於 自室311抽空氣體之一真空泵（未展示）。 在操作中，含有氮之一氣體經由氣體入口 32〇進入室 311。電源314在支撐件3〗2與蓋318之間形成一偏壓電壓以 在蓋318與固持於支撐件312上之一矽晶圓328之間建立及/ 或維持電漿324。電漿324可然後在接近於矽晶圓328之一 表面上形成一富含氮之環境而不形成氮化矽（SiN)，如下 文參考圖3 C更詳細地論述。 圖3C係圖解說明根據本技術之實施例在圖之電萊反 應器310中處理之矽晶圓328之一部分之一剖面圖。如圖3c 中所展示，矽晶圆328包含接近於矽晶圓328之一表面329 154294.doc •10· 201145583 之複數㈣原子330。雖然未圖解說明，但表面329可係氧 封端、羥基封端及/或具有其他適合封端基團。 可經由弱相互作用將複數個氮原子332吸附及/或以其他 方式附著至矽晶圓328之表面329。舉例而言，可經由凡得 瓦力或氫鍵將氮原子3 3 2附著至該矽晶圓之表面3 2 9。不^ 於先前技術，氮原子332不係經由共價鍵、離子鍵及或其 他強相互作用附著至矽晶圓328之表面329。因此氮原子 332不在矽晶圓328之表面329上形成氮化矽（siN)。 圖4A至圖4C係圖解說明根據本技術之實施例經歷用於 至少接近一表面404產生一富含氮之環境之一程序4〇〇之一 基板402之一部分之剖面圖。如圖4A中所展示，程序4〇〇之 一初始階段可包含在基板402之表面404上沈積氮化物材料 406。氮化物材料406可包含具有一厚度丁之氮化矽（SiN)、 氮化鋁（A1N)及/或其他適合氮化物材料。用於沈積氮化物 材料406之技術可包含化學氣相沈積（CVD)、原子層沈積 (ALD)、MOCVD、MBE及/或其他適合技術。在一項實施 例中，氮化物材料406可大體係非晶的。在其他實施例 中’氮化物材料406可部分地係結晶的。 程序400之一後續階段可包含致使來自氮化物材料4〇6之 氮中之至少某些氮朝向基板402之表面404遷移。在一項實 施例中，可施加熱（如由箭頭408所表示）以促進氮原子之遷 移。在其他實施例中，可使用電磁輻射及/或其他適合技 術以促進氮原子之遷移。 如圖4B中所展示，遷移之氮原子可接近於基板4〇2之表 154294.doc -11- 201145583 面404形成一富含氮之層41〇。可調整至少一個操作參數 (例如，熱之一量、一輻射強度、輻射及/或熱之一持續時 間等等）以使得遷移之氮原子不與基板材料形成氮化產 物。相反，該等遷移之氮原子可遏製或陷獲於基板402之 晶格結構中。 程序400之另一階段可包含在於基板4〇2之表面4〇4上形 成LED結構之前自基板4〇2之表面4〇4移除氮化物材料 406 »在一項實施例中，移除氮化物材料4〇6可包含對氮化 材料4 0 6進行濕式融刻及基於氮化物材料4 〇 6之厚度τ選擇 一#刻時間、钮刻溫度及姓刻劑組合物中之至少一者。在 其他實施例中，移除氮化物材料4〇6可包含雷射剝蝕、乾 式蝕刻及/或使用其他適合技術。程序4〇〇可然後包含在具 有富含氮之層410之基板4〇2上形成一 LED結構，如參考圖 2所論述。 圖5係圖解說明根據本技術之其他實施例用於形成具有N 極性之一 LED結構之一方法500之一流程圖。如圖5中所展 不，方法500之一初始階段（方塊502)可包含在一基板上形 成一 N極性GaN材料。該基板可包含；5夕（si)、碳化石夕 (SiC)、藍寶石（A12〇3)及/或其他適合基板材料。 在一項實施例中’形成一 N極性GaN材料可包含經由 MOCVD、MEB、LPE、HVPE及/或其他適合類型之沈積技 術將具有重質鎂（Mg)摻雜物之GaN沈積至基板上。在不受 理論束缚之情形下，據信當鎂摻雜濃度高於一臨限值（例 如’約lxE2G/cm·3)時，形成於該基板上之GaN係大致N極 154294.doc -12· 201145583 性。因此，形成一 N極性GaN材料亦可包含調整鎂掺雜濃 度、掺雜條件及/或其他適合操作參數中之至少一者以在 GaN材料中達成一所期望極性晶格結構。在其他實施 例中，形成一 N極性GaN材料亦可包含沈積具有其他類型 適合摻雜劑之GaN。方法500可然後包含沈積一第一 LED半 導體材料、形成LED之一作用區域及沈積一第二半導體材 料’如上文參考圖2更詳細地論述。 依據前文，將瞭解，本文已出於圖解說明之目的闡述了 本技術之具體實施例，但可在不背離本發明之前提下作出 各種修改形式。舉例而言，程序3〇〇之數個實施例可包含 在矽晶圓之表面上形成至少某一氮化物材料且隨後在形成 LED結構之前移除該氮化物材料。在其他實例中，可在 MOCVD、MEB、LPE、HVPE及/或其他適合類型之沈積系 統中執行程序300及程序400之數個實施例。除了其他實施 例之元件以外或替代所述元件，一項實施例之元件中之諸 多元件亦可與其他實施例組合。舉例而言，程序3〇〇之數 個實施例亦可包含在移除氮化物材料之前致使氮原子中之 至少某些氮原子朝向石夕晶圓之表面遷移，如參考圖4A至圖 4C所論述。因此，本發明不受除了隨附申請專利範圍以外 的限制。 【圖式簡單說明】 圖1A係根據先前技術之一 LED之一部分之一剖面圖； 圖1B係根據本技術之實施例一 GaN/InGaN材料中之一晶 體平面之一示意性透視圖； 154294.doc 13 201145583 圖2係圖解說明根據本技術之實施例用於形成具有n極性 之一 LED結構之一方法之一流程圖； 圖3 A係圖解說明根據本技術之實施例用於在一基板表面 處產生一富含氮之環境之一程序之一流程圖； 圖3B係圖解說明根據本技術之實施例適用於執行圖3A 之程序之一電漿反應器之一示意圖； 圖3C係圖解說明根據本技術之實施例在圖3B之電漿反 應器中處理之一基板之一部分之一剖面圖； 圖4A至圖4C係圖解說明根據本技術之實施例經歷用於 在一基板表面處產生一富含氮之環境之另一程序之一基板 之一部分之剖面圖；及 圖5係圖解說明根據本技術之其他實施例用於形成具有n 極性之一 LED結構之一方法之一流程圖。 【主要元件符號說明】 10 發光二極體 12 基板 13 緩衝材料 14 N型氮化鎵材料 16 氮化銦鎵材料（氮化鎵多重量子井） 18 P型氮化鎵材料 20 第一觸點 22 第二觸點 310 電漿反應器 311 室 154294.doc -14. 201145583 312 支撐件 314 電源 316 容器 318 蓋 320 氣體入口 322 氣體出口 324 電漿 328 碎晶圓 329 基板之表面 330 矽原子 332 氮原子 402 基板 404 基板之表面 406 氮化物材料 410 富含氮之層 154294.doc - 15

Claims (1)

1. 201145583 七、申請專利範圍： 1· 一種用於形成一發光二極體（LED)之方法，其包括： 將基板之一表面曝露於一含氮組合物，該基板具有 一基板材料； 至>、接近具有該含氮組合物的該基板之該表面產生一 • 富含氮之環境； 調整將該基板之該表面曝露於該含氮組合物之至少一 個操作參數以使得該含氮組合物不與該基板材料反應以 形成氮化產物；及 在具有該富含氮之環境的該基板之該表面上形成一 LED結構’該LED結構具有一氮極性。 2.如請求項丨之方法，其中： 該基板包含一矽晶圓； 該基板材料包含矽（Si); 曝露該基板之表面包含： 產生一氮電漿； 朝向該矽晶圓之該表面引導該氮電漿； 產生該富含氮之環境包含經由凡得瓦力將氮原子自該 • 氮電毁吸附至該矽晶圓之該表面上； 調整該至少一個操作參數包含調整一電漿電荷密度及 一電聚溫度中之至少一者以使得該氮電漿不與該矽晶圓 之該表面處之矽反應以形成氮化矽（SiN);及 形成該LED結構包含在該矽晶圓之該表面上依序沈積 N型I化鎵（GaN)、氮化銦鎵（InGaN)及P型GaN材料。 154294.doc 201145583 3 ·如請求項1之方法，其中： 該基板包含一石夕晶圓； 該基板材料包含矽（Si); 曝露該基板之該表面包含在該石夕晶圓之該表面上沈積 氮化石夕（SiN)，該經沈積之氮切含有複數個氣（n)原 子； 產生該富含氮之環境包含經由加熱及/或輻射致使該等 氮（N)原子中之至）某些氮（N)原子遷移至該⑦晶圓之該 表面中；且 調整該至少一個操作參數包含調整熱之一量、一轄射 強度、輻射及/或熱之一持續時間中之至少一者以使得該 等遷移之氮（N)原子不與該♦晶圓之該表面處之梦反應以 形成氮化矽（SiN);且 該方法進-步包含自該妙晶圓之該表面移除該經沈積 之氮化矽（SiN);且 形成該LED結構包含在自該石夕晶圓之該表面移除該氛 化石夕（SiN)之後力該石夕晶圓 < 該表面上依序沈積N型 GaN、InGaN及 P型 GaN材料。 4.如請求項1之方法，其中： 該基板包含一石夕晶圓； 該基板材料包含矽（Si);且 調整該至少-個操作參數包含調整至少一個操作參數 以使得該含氮組合物不與該發晶圓之該表面處之石夕反應 以形成氮化矽（SiN)。 154294.doc -2- 201145583

   °亥基板材料包含矽（Si);且

   包含將複數個氮（N)原子吸附至 不在該矽晶圓之該表面上形成氮 6_如請求項1之方法，其中： 該基板包含一矽晶圓； β亥基板材料包含矽（Si); 曝露該基板之該表面包含： 產生—氮電漿；及 朝向D亥矽晶圓之該表面引導該氮電漿；且 產生該画含氮之環境包含將複數個氮（N)原子自該氮 電聚吸附至該石夕晶圓之該表面上而不在該矽晶圓之該表 面上形成氮化矽（SiN)。 7.如請求項1之方法，其中： 該基板包含一矽晶圓； 該基板材料包含石夕（Si); 曝露該基板之該表面包含： 產生一氮電漿；及 朝向該矽晶圓之該表面引導該氮電漿； 產生該富含氮之環境包含將複數個氮（N)原子自該氮 電漿吸附至該矽晶圓之該表面上；且 調整该至少一個操作參數包含調整該氮電漿之一電漿 154294.doc 201145583 電何密度及—電漿溫度中之至少一者以使得該氮電漿不 與°亥石夕晶圓之該表面處之矽反應以形成氮化矽（SiN)。 8. 如請求項1之方法，其中： X基板包含具有一晶格結構之一石夕晶圓； 5玄基板材料包含矽（Si); 曝露β亥基板之該表面包含在該矽晶圓之該表面上沈積 氣化發（SlN)，該經沈積之氮化矽含有複數個氮（Ν)原 子； 產生該虽含氮之環境包含致使該等氮（N)原子中之至 乂某些氮（N)原子遷移至該矽晶圓之該表面中，該等遷移 之氮（N)原子被陷獲於該矽晶圓之該晶格結構中而不與該 矽曰曰圓中之該矽（Si)形成氮化矽（SiN)晶體結構。 9. 如請求項1之方法，其中： 該基板包含一矽晶圓； 該基板材料包含矽（Si); 曝露該基板之該表面包含在該碎晶圓之該表面上沈積 氮化夕（SiN) ’ s亥經沈積之氣化石夕含有複數個氣（n)原 子；且 產生該富含氮之環境包含致使該等氮（N)原子中之至 少某些氮（N)原子遷移至該矽晶圓之該表面中；且 該方法進-步包含在形成該㈣結構之前自該石夕晶圓 之该表面移除該經沈積之氮化矽（SiN)。 10. 如請求項1之方法，其中： 該基板包含具有一晶格結構之一矽晶圓； 154294.doc 201145583 該基板材料包含矽（Si); 曝露該基板之該表面包含在該石夕晶圓之該表面上沈積 氮化矽（SiN) ’該經沈積之氮化矽含有複數個氮（N)原 子；且 產生該富含氮之環境包含致使該等氮（N)原子中之至 少某些氮（N)原子遷移至該矽晶圓之該表面中，該等遷移 之氮（N)原子被陷獲於該矽晶圓之該晶格結構中而不與該 石夕晶圓中之該矽（Si)形成氮化矽（SiN)晶體結構；且 該方法進一步包含在形成該LED結構之前自該矽晶圓 之該表面移除該經沈積之氮化矽（SiN)。 11· 一種用於形成一LED之方法，其包括： 將一基板之一表面曝露於一含氮組合物，該基板具有 一基板材料； 增加至少接近具有該含氮組合物的該基板之該表面的 該基板材料中之一氣（N)濃度而不形成該基板材料之氮化 產物；及 在具有-富含氮之環境的該基板之該表面上形成— LED結構，該LED結構具有一氮極性。 I2·如請求項U之方法，其中： 該基板包含一矽晶圓； 該基板材料包含矽（Si);且 增加該氮（N)濃度包切複數錢（子賴至 該表面上而不在該碎晶圓之該表面上形成氣二 154294.doc 201145583 13. 如請求項11之方法，其中· 該基板包含一矽晶圓； 該基板材料包含矽（Si);且 增加該氮（N)濃度包含： 用一氮電漿接觸該矽晶圓之該表面；且 將複數個氮（N)原子自該氮電漿吸附至該矽晶圓之 该表面上而不在該矽晶圓之該表面上形成氮化矽（siN)。 14. 如請求項11之方法，其中： 該基板包含一矽晶圓； 該基板材料包含妙（Si);且 增加該氮（N)濃度包含： 將一氮電漿施加至該矽晶圓之該表面； 將複數個氮（N)原子自該氮電漿吸附至該矽晶圓之 該表面上；及 控制該所施加之氮電漿之能量以使得該氮電漿不與 該矽晶圓中之矽（Si)反應以在該矽晶圓之該表面上形成 氮化矽（SiN) » 15·如請求項11之方法，其中： 該基板包含一石夕晶圓； 該基板材料包含矽（Si);且 增加該氮（N)濃度包含： 將一氮電漿施加至該矽晶圓之該表面； 將複數個氮（N)原子自該氮電漿吸附至該矽晶圓之 該表面上；且 154294.doc 201145583 控制該所施加之氮電漿之該能量以使得該等經吸附 之氮原子係經由具有小於約10 kcal/mol之一相互作用能 之一分子相互作用而吸附於該矽晶圓之該表面上。 16.如請求項u之方法，其中： 該基板包含一矽晶圓； 該基板材料包含矽（Si);且 增加該氮（N)濃度包含： 將一氮電漿施加至該矽晶圓之該表面； 將複數個氮（N)原子自該氮電漿附著至該矽晶圓之 該表面上；及 控制該經施加之氮電漿之該能量以使得該等氮原子 不經由具有大於約50 kCal/mo丨之一相互作用能之一分子 相互作用而附著於該矽晶圓之該表面上。 1 7 _如請求項11之方法，其中： 該基板包含一矽晶圓； 該基板材料包含矽（Si);且 增加該氮(N)濃度包含將複數個氮(N)原子遷 晶圓之該表面中而不在該# aμ夕 个隹°亥矽日日圓之該表面上形成氮化矽 (SiN)。 18. 如請求項11之方法，其中： 該基板包含一矽晶圓； 該基板材料包含矽（Si); 至該石夕晶圓之該 該方法進一步包含將氮化矽（SiN)沈積 表面上；且 154294.doc 201145583 增加該氮（N)濃度包含將複數個氮（N)原子自該經沈積 之氮化矽（SiN)遷移至該矽晶圓之該表面中而不在該矽晶 圓之該表面上形成氮化石夕（SiN)。 19. 如請求項11之方法，其中： 該基板包含一石夕晶圓；且 該基板材料包含矽（Si); 該方法進一步包含將氮化矽（S i N)沈積至該矽晶圓之該 表面上；且 增加該氮（N)濃度包含將複數個氮（N)原子自該經沈積 之氮化石夕（SiN)遷移至έ玄石夕晶圓之該表面中而不在該石夕晶 圓之該表面上形成氮化矽（SiN);且 該方法進一步包含在形成該LED結構之前自該矽晶圓 之該表面移除該經沈積之氮化石夕（SiN)。 20. —種用於在具有一基板材料之一基板上形成一 led之方 法，其包括： 至少接近该基板之一表面形成一富含氮之環境而不與 該基板之該表面上之該基板材料形成氮化產物；及 在具有該富含氮之環境的該基板之該表面上形成具有 一氮極性之一 LED結構。 21. 如請求項20之方法，其中形成該富含氮之環境包含將複 數個氮（N)原子吸附至該基板之該表面上而不氮化該基板 之δ亥表面上之該基板材料。 22. 如請求項20之方法，其中形成該富含氮之環境包含經由 具有小於約10 kcal/mol之一相互作用能之—分子相互作 154294.doc 201145583 用將氮原子吸附於該矽晶圓之該表面上。 23 如請求項20之方法，盆φ拟士、 6 ζ、中形成该#含氮之環境包含將氮 原子吸附於該石夕晶圓之古歹矣& “ 圓之"亥表面上而不與該基板材料形成 離子鍵或共價鍵。 24 如請求項20之方法， 氮原子遷移至該石夕晶 成離子鍵或共價鍵。 其中形成該富含氮之環境包含致使 圓之該表面中而不與該基板材料形 25 26. 一種發光二極體，其包括： 一基板，其具有一基板材料； -第-半導體材料’其直接位於該基板之—表面上； -作用區域，其位於該第一半導體材料上，該作用區 域具有一氮極性晶體結構； 第一半導體材料，其位於該作用區域上；且 其中該發光二極體在該基板之該表面與該第一半導體 材料之間的-界面處不包含該基板材料之氮化產物。 如請求項25之發光 極體，其中： °亥基板包含具有一晶格結構之一矽晶圓； 5亥基板材料包含石夕（s丨），· 忒第一半導體材料包含一 氮化鎵（GaN)材料； 垓作用區域包含一氮化銦鎵（InGaN)材料； 乂第一半導體材料包含一 p型g aN材料；且 該矽晶圓包含至少接近該矽晶圓之該表面之一富含氮 之環境，該富含氮之環境具有陷獲於該矽晶圓之該晶格 結構中而不與該矽晶圓中之該矽（Si)形成氮化矽（SiN)晶 154294.doc 201145583 體結構之複數個氮（N)原子。 27_如請求項25之發光二極體，其中： 該基板包含一石夕晶圓，· s亥基板材料包含;ε夕（§丨）,· 該第一半導體材料包含-帽氮化鎵（GaN)材料； 該作用區域包含氮化銦鎵（IiiGaN)材料； 該第一半導體材料包含一 P型GaN材料；且 該發光二極體在該矽晶圓之該表面與該N型GaN材料 之間的該界面處不包含結晶氮化矽（SiN)。 28.如請求項25之發光二極體，其中： 該基板包含一矽晶圓； 該基板材料包含石夕（Si);且 該發光二極體在該矽晶圆之該表面與該第一半導體材 料之間的该界面處不包含結晶氮化石夕（SiN)。 29· —種用於形成一發光二極體（LED)之方法，其包括： 在具有一摻雜劑之一基板上形成氮化鎵（GaN)材料； 調整該摻雜劑之一濃度以使得該所形成之GaN材料具 有大致氮極性；及 在具有該氮極性之該所形成之GaN材料上形成一 LED 結構’該LED結構亦具有一氮極性。 30·如請求項29之方法，其中： 形成一 GaN材料包含沈積具有一鎂摻雜劑之該GaN材 料，該鎮摻雜劑在該GaN材料中具有至少約ixE2〇/cm-3之 一濃度；且 154294.doc •10· 201145583 調整該摻雜劑之一濃度包含調整該鎂摻雜劑之一濃度 以使得該所形成之GaN材料具有大致氮極性。 154294.doc -11 -