TWI392115B - 增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法 - Google Patents

Description

增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法

本發明係關於一種增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，特別是關於一種藉由液相沈積法(liquid-phase deposition)在氮化鎵發光二極體(GaN LED)之發光表面上成長直立狀之氧化鋅長晶柱，以增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法。

隨著生活品質提高及環保意識抬頭，綠色資源的開發及使用越來越廣泛，其中的一項重點項目-半導體發光二極體(light emitting diode，LED)於照明上之應用，由於發光二極體具有省電及長壽命等優勢，因此其相關技術不斷被研發及改良，其中能提供藍色光源的氮化鎵(GaN)相關半導體材料元件，更是白光照明及全彩顯示器的重要關鍵。

請參照第1圖所示，在藍光、綠光或紫外光之氮化鎵發光二極體中，一層氮化鎵層1係可提供一發光表面11。然而，在材料特性上，該氮化鎵層1雖具有將近100%的內部量子效率(internal quantum efficiency)，但由於材料本身(n=2.5)與空氣(n=1)的折射係數(refractive index)差異甚大，造成只有當光線13相對於該發光表面11之12呈0度至23.6度之夾角θ1時，該光線13才能穿透該發光表面11向外射出，而其餘大部份光 線14則是折射回該氮化鎵層1內部或沿該發光表面11行進而已。亦即，單純由該氮化鎵層1構成之發光表面11只有約4%的外部量子效率(external quantum efficiency)，其導致氮化鎵系列的發光二極體之光取出效率有待加強。因此，如何提昇此系列發光二極體的外部量子效率，實為有效發揮相關元件應用的最大技術瓶頸。

目前已知能用以提昇外部量子效率的方式有：氮化鎵或藍寶石基板(sapphire)的表面粗糙化、微透鏡製作、菲涅耳透鏡(Fresnel lens)製作、覆晶(flip-chip)技術及抗反射薄膜成長等。舉例而言，請參照第2圖所示，一種習知增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其係在一層氮化鎵層1之上形成一氧化鋅薄膜2(ZnO film)，以便由該氧化鋅薄膜2提供一發光表面21。基於該氧化鋅薄膜2的折射係數(n=2)特性，可增加該氮化鎵層1發出之光線13相對於該發光表面21之垂直線22的夾角θ2範圍至30度。然而，在此構造中，大部份之光線14仍是折射回該氧化鋅薄膜2內部或沿該發光表面21行進而已，其光取出效率及外部量子效率仍舊提昇不多。

再者，Muthukumar等人在2003年的研究[Muthukumar, S, and etc., Selective MOCVD Growth of ZnO Nanotips, IEEE Tran. Nanotechnol., vol.2, (2003)pp.50-54]提出一種藉由有機金屬化學氣相沈積法選擇性成長奈米針狀氧化鋅之方法。惟，奈米針 狀氧化鋅成長過於密集，如此高密度的奈米針狀氧化鋅之排列如同氧化鋅薄膜(ZnO film)一般，使發光二極體射出的光大多仍在奈米針中傳遞及折射，因而無法有效射出至空氣中。

再者，Fujii等人在2004年的研究[T. Fujii, and etc., Increase in the Extraction Efficiency of GaN-based Light-Emitting Diodes via Surface Roughening, Appl. Phys. Lett., vol.84, (2004)pp855-857.]提出一種藉由表面粗糙化增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中利用高功率氟化氪(KrF)雷射對黏著於矽基板上之氮化鎵磊晶片施行基板剝離，形成覆晶式發光二極體，再以化學溼蝕刻法將負型氮化鎵表面粗化，其複雜的製程、化學蝕刻及基板剝離的應力皆會降低元件本身的光電特性及壽命。

另外，Zhong等人在2004年的研究[J. Zhong, and etc., Integrated ZnO Nanotips on GaN Light Emitting Diodes for Enhanced Emission Efficiency, Appl. Phys. Lett. vol.90, (2007)pp. 203515-204100.]提出一種藉由整合氮化鎵發光二極體上之奈米針狀氧化鋅以增加發光效率之方法，其中利用鎵原子摻雜氧化鋅以得到不規則變化的折射率，因而可得到不同的入射光臨界角。惟，其臨界角的增加幅度不大，折射率也無法精準調整，因此會造成射出光分佈不均勻的問題。

如上所述，雖然現今存在許多提昇氮化鎵發光二極體之外 部量子效率的方式，然而這些方法必需要對元件進行化學或物理性蝕刻，或繁複的黃光及光罩製程，除設備昂貴外，製程中也會多少造成材料或元件的劣化及破壞，因而效益不彰。

故，有必要提供一種增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，以解決習知技術所存在的缺陷。

本發明之主要目的在於提供一種增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其係在氮化鎵發光二極體(GaN LED)之發光表面上成長直立狀之氧化鋅長晶柱，進而提升外部量子效率、光取出效率及發光均勻性。

本發明之次要目的在於提供一種增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其係在接近常溫下藉由液相沈積法(liquid-phase deposition)在氮化鎵發光二極體之發光表面上成長氧化鋅長晶柱，進而增加製程便利性、簡化整體製程及降低製造成本。

為達上述之目的，本發明提供一種增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其包含步驟：提供一氮化鎵磊晶圓(GaN wafer)，其具有一發光表面；依預定混合比例混合一鋅源溶液及一晶種溶液成為一混合液；利用該混合液處理該氮化鎵磊晶圓之發光表面，使該發光表面成長直立狀之氧化鋅長晶柱；藉由控制處理溫度及時間，使該氧化鋅長晶柱形成預定長寬尺寸 比例及預定分佈密度；及切割該氮化鎵磊晶圓，以形成數個氮化鎵發光二極體單晶片。

再者，在本發明之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法中，該鋅源溶液係選自硝酸鋅溶液，該晶種溶液係選自六亞甲基四胺溶液。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請參照第3圖所示，本發明較佳實施例之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法主要包含下列步驟：提供一氮化鎵磊晶圓(GaN wafer)，其具有一發光表面；依預定混合比例混合一鋅源溶液及一晶種溶液成為一混合液；利用該混合液處理該氮化鎵磊晶圓之發光表面，使該發光表面成長直立狀之氧化鋅長晶柱；藉由控制處理溫度及時間，使該氧化鋅長晶柱形成預定長寬尺寸比例及預定分佈密度；及切割該氮化鎵磊晶圓，以形成數個氮化鎵發光二極體單晶片。本發明將於下文依序說明第一及第二實施例各步驟及其構造之詳細內容。

請參照第3、4及4A圖所示，本發明第一實施例之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法第一步驟係：提供一氮化鎵磊晶圓3(GaN wafer)，其具有一發光表面341。在本發明中， 該氮化鎵磊晶圓3係可選自藉由各種發光二極體磊晶製程製造且具有氮化鎵表面之磊晶圓，且本發明可依實際需求選擇自行製造氮化鎵磊晶圓或直接購自市售之氮化鎵磊晶圓。通常，該氮化鎵磊晶圓3係利用電漿(plasma)進行乾蝕刻分離製程(dry etchingisolation)，以形成數條切割溝槽(未標示)，其係將該氮化鎵磊晶圓3劃分成數個氮化鎵發光二極體單晶片30，但並未實際切斷該氮化鎵磊晶圓3。各該氮化鎵發光二極體單晶片30由下而上依序堆疊一基板層31、一n型氮化鎵層32、一發光層33及一p型氮化鎵層34，以形成一疊層構造，且另包含二電極35。同時，該疊層構造係開設一缺口36，以裸露該n型氮化鎵層32。該基板層31較佳係選自藍寶石基板(sapphire substrate，即三氧化二鋁，Al₂ O₃ )。該發光層33較佳係選自氮化銦鎵多重量子井結構[InGaN multi-quantum wells，MQWs]。該二電極35係分別設於該p型氮化鎵層34上及該缺口36內之n型氮化鎵層32上。在該氮化鎵發光二極體單晶片30中，該p型氮化鎵層34係可提供一發光表面341。就由該氮化鎵發光二極體單晶片30之成品(未繪示)而言，當該發光層33產生光線時，光線即可經由該發光表面341向外射出。

請參照第3圖所示，本發明第一實施例之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法第二步驟係：依預定混合比例混合 一鋅源溶液及一晶種溶液成為一混合液。在本發明中，該鋅源溶液較佳係選自硝酸鋅溶液[Zn(NO₃ )₂ ]，其重量百分濃度較佳為約介於0.3wt%至15wt%之間，特別是約介於1wt%至5wt%之間，最佳是約3wt%。該晶種溶液較佳係選自六亞甲基四胺溶液[C₆ H₁₂ N₄ ，hexamethylenetetramine，HMT]，其重量百分濃度較佳為約介於0.15wt%至7.5wt%之間，特別是約介於0.5wt%至2.5wt%之間，最佳是約1.5wt%。例如，當該鋅源溶液選自約3wt%之硝酸鋅溶液及該晶種溶液選自約1.5wt%之六亞甲基四胺溶液時，該鋅源溶液(硝酸鋅溶液)與該晶種溶液(六亞甲基四胺溶液)之體積比例較佳為約介於1:2至1:0.5之間，特別是約介於1:0.8至1:1.2之間，最佳是約1:1；其中硝酸鋅與六亞甲基四胺之重量比例較佳為約介於1:1至1:0.25之間，特別是約介於1:0.4至1:0.6之間，最佳是約1:0.5。

請參照第3、5及5A圖所示，本發明第一實施例之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法第三步驟係：利用該混合液處理該氮化鎵磊晶圓3之發光表面341，使該發光表面341成長直立狀之氧化鋅長晶柱4。在本發明中，該氮化鎵磊晶圓3係在切割之前，先利用該混合液進行液相沈積法(liquid-phase deposition)之處理程序，此時，該混合液中之硝酸鋅與六亞甲基四胺將進行下列反應：

2 Zn(NO₃ )₂ +H₂ O+2 HMT→ZnO+[Zn(H₂ O)₂ (HMT)₂ ](NO₃ )₂ 在進行反應時，該混合液中之六亞甲基四胺係可做為晶種(或稱晶核)，使得反應產生之氧化鋅得以在該發光表面341成長為直立狀之氧化鋅長晶柱4，該氧化鋅長晶柱4之剖面概呈六邊形，其中包含正六邊形及非對稱之六邊形。再者，在利用該混合液處理該氮化鎵磊晶圓3之前，本發明先以光阻選擇性覆蓋該氮化鎵磊晶圓3上具有該二電極35的對應部位，僅曝露該發光表面341之其餘位置，使得該氧化鋅長晶柱4僅成長在該發光表面341不具該二電極35之其餘位置上。

請參照第3、5、5A及6A至6E圖所示，本發明第一實施例之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法第四步驟係：藉由控制處理溫度及時間，使該氧化鋅長晶柱4形成預定長寬尺寸比例及預定分佈密度。在本發明中，該混合液之處理溫度較佳係控制在約介於25度(室溫)至90度之間，特別是約介於30度至60度之間，最佳是約50度。當處理溫度為約50度時，該混合液之處理時間較佳係控制在約介於50分鐘至150分鐘之間，特別是約介於60分鐘至120分鐘之間，最佳是約80分鐘至100分鐘之間。如第6A至6D圖所示，其揭示處理溫度為約50度時，經過30分鐘、60分鐘、120分鐘及180分鐘之處理時間後，在該發光表面341成長直立狀之氧化鋅長晶柱4的電子顯微照相之上視狀態；其中第6A、6B及6C圖之氧化鋅長晶柱4的分佈密度分別為2.6×10⁹ /cm² 、8.0×10⁹ /cm² 及1.9×10¹⁰ /cm² ，其中該氧化鋅長晶柱4的分佈密度較佳為約介於3.0×10⁹ /cm² 至1.5×10¹⁰ /cm² 之間。如第6E圖所示，其揭示處理溫度為約50度時經過60分鐘之處理時間後，該發光表面341成長直立狀之氧化鋅長晶柱4的電子顯微照相之剖視狀態，其中該氧化鋅長晶柱4之高度範圍為約介於230nm(奈米)至270nm之間，其高度通常為約240nm；及其寬度範圍為約介於90nm(奈米)至120nm之間，其寬度通常為約100nm。藉由藉由上述控制處理溫度及時間之手段，使得該氧化鋅長晶柱4之間能保持適當之微小間距，但又不致形成過於緻密之氧化鋅薄膜(ZnO film)。值得注意的是，本發明另可選擇藉由在該混合液內添加適量之硝酸溶液(HNO₃ )，以輔助調整該氧化鋅長晶柱4形成預定長寬尺寸比例及預定分佈密度的生長速度。該硝酸溶液之重量百分濃度較佳為約介於0.63wt%至18.9wt%之間，特別是約介於4.725wt%至9.45wt%之間，最佳是約6.3wt%。

請參照第3、5及5A圖所示，本發明第一實施例之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法第五步驟係：切割該氮化鎵磊晶圓3，以形成數個氮化鎵發光二極體單晶片30。在本發明中，當利用該混合液處理該氮化鎵磊晶圓3之後，首先以去離子水沖洗該氮化鎵磊晶圓3，再以氮氣吹乾，以便使該發光表面341僅留存具鏈結且具高方向性的氧化鋅長晶柱4。接 著，將該氮化鎵磊晶圓3倒置反貼於一膠膜(blue tape)上，並選擇以雷射切割該氮化鎵磊晶圓3背面對應切割溝槽之位置，以進行裂片製程(breaking)，因而將該氮化鎵磊晶圓3單離成各自獨立之數個氮化鎵發光二極體單晶片30。除了雷射之外，本發明亦可選擇以鑽石筆進行切割。最後，該氮化鎵發光二極體單晶片30係可進一步固定在導腳上、塗佈螢光粉，並藉由習用LED封裝材料加以封裝，以成為發光二極體之成品(未繪示)。

請參照第3、5A及7圖所示，在進行上述LED封裝之前，若直接對本發明第一實施例之氮化鎵發光二極體單晶片30(裸晶晶粒)導入電流進行發光測試時，由該發光層33產生之光線5、6穿透該p型氮化鎵層34，並由該發光表面341向外射出至外部大氣或射入該氧化鋅長晶柱4內。由於本發明已適當控制混合液比例、處理溫度及處理時間，因此該氧化鋅長晶柱4可形成預定長寬尺寸比例及預定分佈密度，使得該氧化鋅長晶柱4之間保持適當之微小間距，但又不致形成過於緻密之氧化鋅薄膜(ZnO film)。藉此，僅有少部份之光線5則直接向外射出至外部空氣，而大部份之光線6則能射入該氧化鋅長晶柱4內，進行二次折射。此時，由於該氧化鋅長晶柱4之折射係數(n=2)小於該p型氮化鎵層34之折射係數(n=2.5)，且各該氧化鋅長晶柱4皆能提供一上表面41及數個側表面42，以增加折 射光線機率。在光線5、6折射期間，少部份之光線5以相對於該發光表面341之垂直線342呈0度至23.6度之夾角θ1向外射出至空氣中。另一方面，大部份之光線6則選擇以相對於該發光表面341之垂直線342呈0度至53.2度之夾角θ3射入該氧化鋅長晶柱4內，接著以相對於該氧化鋅長晶柱4之側表面42之垂直線421呈0度至30度之夾角θ4向外射出至空氣中。或者，另一部份之光線6亦可選擇以相對於該發光表面341之垂直線342呈0度至23.6度之夾角θ1射入該氧化鋅長晶柱4內，接著以相對於該氧化鋅長晶柱4之上表面41之垂直線411呈0度至30度之夾角θ2向外射出至空氣中。因此，本發明在該p型氮化鎵層34之發光表面341上成長直立狀之該氧化鋅長晶柱4，確實可提升外部量子效率、光取出效率、發光均勻性及元件亮度。同時，由於本發明僅需在接近常溫之環境下進行液相沈積法(liquid-phase deposition)，即可於該p型氮化鎵層34之發光表面341上成長直立狀之該氧化鋅長晶柱4，因而不致破壞該氮化鎵發光二極體單晶片30之構造，且亦相對增加製程便利性、簡化整體製程及降低製造成本。

請參照第8圖所示，相較於不具氧化鋅長晶柱之習用氮化鎵發光二極體，本發明第一實施例之氮化鎵發光二極體單晶片30可發出波長約440nm(奈米)之光線，且該發光表面341上之氧化鋅長晶柱4(分佈密度8.0×10⁹ /cm² )可增加電激發光強度至 約1.6倍，同時其趨動發光所需之電壓值及電流值與習用氮化鎵發光二極體係完全相同，亦顯示氮化鎵發光二極體在成長氧化鋅晶柱時並未遭受混合液蝕刻、破壞。再者，請參照第9圖所示，相較於不具氧化鋅長晶柱之習用氮化鎵發光二極體，當導入20mA至80mA之電流以量測發光二極體之穩定性時，本發明第一實施例之氮化鎵發光二極體單晶片30可大幅線性增加光功率值；當導入大於80mA之電流時，本發明第一實施例之氮化鎵發光二極體單晶片30之光功率值趨於飽和，約為習用氮化鎵發光二極體之光功率值的1.6倍。另外，在發光二極體成品之0度、30度、60度及90度等不同角度位置所測得之光功率的曲線圖中，亦可得知本發明第一實施例之氮化鎵發光二極體單晶片30之光功率值亦相對較高。

請參照第10圖所示，本發明第二實施例之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法係具有相同於本發明第一實施例之步驟，但該第二實施例之氮化鎵磊晶圓7所包含之數個氮化鎵發光二極體單晶片70具有覆晶型(flip-chip)構造，各該氮化鎵發光二極體單晶片70由上而下依序堆疊一基板層71、一n型氮化鎵層72、一發光層73、一p型氮化鎵層74及一反射層75，以形成一疊層構造，且另包含二電極76。同時，該疊層構造係開設一缺口77，以裸露該n型氮化鎵層72。該基板層71較佳係選自藍寶石基板(sapphire substrate，即三氧化二鋁， Al₂ O₃ )。該發光層73較佳係選自氮化銦鎵多重量子井結構[InGaN multi-quantum wells，MQWs]。該反射層75較佳係選自鋁(Al)反射層。該二電極76之一係分別電性連接於該p型氮化鎵層74及該缺口76內之n型氮化鎵層72上，且該二電極76係可分別向外電性連接於一基板78(例如矽基板)之二接墊781上，以導入電源。在該氮化鎵發光二極體單晶片70中，該基板層71係可提供一發光表面711。就由該氮化鎵發光二極體單晶片70之成品(未繪示)而言，當該發光層73產生光線時，光線即可經由該發光表面711向外射出。

相較於該第一較佳實施例在該氮化鎵磊晶圓3之p型氮化鎵層34之發光表面341上成長直立狀之氧化鋅長晶柱4，該第二實施例係在該氮化鎵磊晶圓7之基板層71之發光表面711上成長直立狀之氧化鋅長晶柱4。藉此，本發明同樣可利用具有預定長寬尺寸比例及預定分佈密度之該氧化鋅長晶柱4，以提升外部量子效率、光取出效率、發光均勻性及產品亮度。同時，由於本發明僅需在接近常溫之環境下進行液相沈積法(liquid-phase deposition)，即可於該基板層71之發光表面711上成長直立狀之該氧化鋅長晶柱4，因而不致破壞該氮化鎵發光二極體單晶片70之構造，且亦相對增加製程便利性、簡化整體製程及降低製造成本。

如上所述，相較於習用氮化鎵發光二極體直接由該氮化鎵 層1提供該發光表面11，或由該氮化鎵層1上之氧化鋅薄膜2提供該發光表面21，其具有光取出效率及外部量子效率相對低落等缺點，第5A及10圖之本發明藉由液相沈積法(liquid-phase deposition)在該氮化鎵磊晶圓之p型氮化鎵層或基板層之發光表面上成長直立狀之氧化鋅長晶柱，其確實可以有效提升外部量子效率、光取出效率、發光均勻性及產品亮度，並相對增加製程便利性、簡化整體製程及降低製造成本。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，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。

1‧‧‧氮化鎵層

11‧‧‧發光表面

12‧‧‧垂直線

13‧‧‧光線

14‧‧‧光線

2‧‧‧氧化鋅薄膜

21‧‧‧發光表面

22‧‧‧垂直線

3‧‧‧氮化鎵磊晶圓

30‧‧‧氮化鎵發光二極體單晶片

31‧‧‧基板層

32‧‧‧n型氮化鎵層

33‧‧‧發光層

34‧‧‧p型氮化鎵層

341‧‧‧發光表面

35‧‧‧電極

36‧‧‧缺口

4‧‧‧氧化鋅長晶柱

41‧‧‧上表面

411‧‧‧垂直線

42‧‧‧側表面

412‧‧‧垂直線

5‧‧‧光線

6‧‧‧光線

7‧‧‧氮化鎵磊晶圓

70‧‧‧氮化鎵發光二極體單晶片

71‧‧‧基板層

711‧‧‧發光表面

72‧‧‧n型氮化鎵層

73‧‧‧發光層

74‧‧‧p型氮化鎵層

75‧‧‧反射層

76‧‧‧電極

77‧‧‧缺口

78‧‧‧基板

781‧‧‧接墊

第1圖：習用氮化鎵發光二極體之剖視示意圖。

第2圖：習用具氧化鋅薄膜之氮化鎵發光二極體之剖視示意圖。

第3圖：本發明較佳實施例之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法之流程方塊圖。

第4及4A圖：本發明第一實施例之氮化鎵磊晶圓之立體圖及局部放大圖。

第5及5A圖：本發明第一實施例之氮化鎵磊晶圓成長直立狀之氧化鋅長晶柱後之立體圖及局部放大圖。

第6A、6B、6C及6D圖：本發明第一實施例在約50度之處理溫度下利用混合液處理約30、60、120及180分鐘後之氮化鎵磊晶圓之電子顯微照相上視圖。

第6E圖：本發明第一實施例在約50度之處理溫度下利用混合液處理約60分鐘後之氮化鎵磊晶圓之電子顯微照相剖視圖。

第7圖：本發明第一實施例具氧化鋅長晶柱之氮化鎵發光二極體單晶片之剖視示意圖。

第8圖：本發明第一實施例具氧化鋅長晶柱之氮化鎵發光二極體單晶片與習用氮化鎵發光二極體單晶片之波長與電激發光強度(及電壓與電流)之曲線關係圖。

第9圖：本發明第一實施例具氧化鋅長晶柱之氮化鎵發光二極體單晶片與習用氮化鎵發光二極體單晶片之電流與光功率(及在0度、30度、60度及90度等不同角度位置所測得之光功率)之曲線關係圖。

第10圖：本發明第二實施例之氮化鎵磊晶圓成長直立狀之氧化鋅長晶柱後之剖視示意圖。

30‧‧‧氮化鎵發光二極體單晶片

34‧‧‧p型氮化鎵層

341‧‧‧發光表面

4‧‧‧氧化鋅長晶柱

41‧‧‧上表面

411‧‧‧垂直線

42‧‧‧側表面

412‧‧‧垂直線

5‧‧‧光線

6‧‧‧光線

Claims (24)

1. 一種增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其包含：提供一氮化鎵磊晶圓，其具有一發光表面；依預定混合比例混合一鋅源溶液及一晶種溶液成為一混合液，其中該鋅源溶液係選自硝酸鋅溶液，該晶種溶液係選自六亞甲基四胺溶液，並另在該混合液內添加硝酸溶液，以輔助調整該氧化鋅長晶柱形成預定長寬尺寸比例及預定分佈密度的生長速度；利用該混合液處理該氮化鎵磊晶圓之發光表面，使該發光表面成長直立狀之氧化鋅長晶柱；藉由控制處理溫度及時間，使該氧化鋅長晶柱形成預定長寬尺寸比例及預定分佈密度；及切割該氮化鎵磊晶圓，以形成數個氮化鎵發光二極體單晶片。
2. 如申請專利範圍第1項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中在提供該氮化鎵磊晶圓之步驟中，對該氮化鎵磊晶圓進行乾蝕刻，以形成數條切割溝槽，將該氮化鎵磊晶圓劃分成數個氮化鎵發光二極體單晶片。
3. 如申請專利範圍第2項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中該氮化鎵發光二極體單晶片由下而上依序堆疊一基板層、一n型氮化鎵層、一發光層及一p型氮化鎵層，且包含二電極分別設於該p型氮化鎵層及n型氮化 鎵層上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中由該p型氮化鎵層提供該發光表面，以供成長直立狀之氧化鋅長晶柱。
5. 如申請專利範圍第3項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中該基板層係選自藍寶石基板。
6. 如申請專利範圍第3項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中該發光層係選自氮化銦鎵多重量子井結構。
7. 如申請專利範圍第3項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中在利用該混合液處理該氮化鎵磊晶圓之步驟前，以光阻選擇性覆蓋該氮化鎵磊晶圓上具有該二電極的對應部位，僅曝露該發光表面之其餘位置，使得該氧化鋅長晶柱僅成長在該發光表面不具該二電極之其餘位置上。
8. 如申請專利範圍第2項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中該氮化鎵發光二極體單晶片具有覆晶型構造。
9. 如申請專利範圍第8項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中該氮化鎵發光二極體單晶片由上而下依序堆疊一基板層、一n型氮化鎵層、一發光層、一p型氮化鎵層及一反射層，且包含二電極分別電性連接於該p型氮 化鎵層及n型氮化鎵層。
10. 如申請專利範圍第9項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中由該基板層提供該發光表面，以供成長直立狀之氧化鋅長晶柱。
11. 如申請專利範圍第9項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中該基板層係選自藍寶石基板。
12. 如申請專利範圍第9項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中該發光層係選自氮化銦鎵多重量子井結構。
13. 如申請專利範圍第1項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中該硝酸鋅溶液之重量百分濃度為約介於0.3wt%至15wt%之間。
14. 如申請專利範圍第1項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中該六亞甲基四胺溶液之重量百分濃度為約介於0.15wt%至7.5wt%之間。
15. 如申請專利範圍第1項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中該硝酸鋅與六亞甲基四胺之重量比例為約介於1：1至1：0.25之間。
16. 如申請專利範圍第1項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中該硝酸鋅溶液與六亞甲基四胺溶液之體積比例較佳為約介於1：2至1：0.5之間。
17. 如申請專利範圍第1項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中該硝酸溶液之重量百分濃度為約介於0.63wt%至18.9wt%之間。
18. 如申請專利範圍第1項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中該混合液之處理溫度係控制在約介於25度至90度之間。
19. 如申請專利範圍第1項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中該混合液之處理時間係控制在約介於50分鐘至150分鐘之間。
20. 如申請專利範圍第1項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中該氧化鋅長晶柱之高度範圍為約介於230奈米至270奈米之間。
21. 如申請專利範圍第1項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中該氧化鋅長晶柱之寬度範圍為約介於90奈米至120奈米之間。
22. 如申請專利範圍第1項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中該氧化鋅長晶柱的分佈密度為約介於3.0×10⁹ /平方公分至1.5×10¹⁰ /平方公分之間。
23. 如申請專利範圍第1項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中在進行切割該氮化鎵磊晶圓之步驟前，以去離子水沖洗該氮化鎵磊晶圓，再以氮氣吹乾，以便 使該發光表面僅留存具鏈結且具高方向性的氧化鋅長晶柱。
24. 如申請專利範圍第1或23項所述之增加氮化鎵發光二極體之光取出效率之方法，其中在切割該氮化鎵磊晶圓之步驟中，將該氮化鎵磊晶圓倒置反貼於一膠膜上，並切割該氮化鎵磊晶圓背面對應切割溝槽之位置，以將該氮化鎵磊晶圓單離成各自獨立之數個氮化鎵發光二極體單晶片。