TWI617047B - 膠囊化基板、製造方法及具該基板的高能隙元件 - Google Patents

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Abstract

一膠囊化基板，包括：一氧化鋅基板，具有作用面，是一個纖鋅礦晶格結構的的氧化鋅材料；一複合阻障層，包括：一層第一薄膜層，是一相異於氧化鋅的第一材料；一層包覆上述第一薄膜層表面的第二薄膜層，是一相異於氧化鋅及上述第一材料的第二材料；依序形成於上述第二薄膜層上的複數累加薄膜層，每一累加薄膜層是異於相鄰的累加薄膜層和/或第二薄膜層；及一形成於上述複合阻障層、並對應上述作用面的主動層，該主動層具有一相異於氧化鋅的作用材料。

Description

膠囊化基板、製造方法及具該基板的高能隙元件
一種基板，尤其是一種膠囊化的氧化鋅基板、其製造方法以及具該基板的高能隙元件。
在發光二極體的元件製造過程中，磊晶對產品的品質有重要的影響。其中對品質的影響甚至包含發光效率、耐久度等。原因在於發光二極體尤其要求構成的晶體激發時電子與電洞彼此配合才可以順利產生光子。相對地，如果在材料結構或組織上產生缺陷，電子與電洞的相互結合過程中被缺陷阻礙的可能性就會增加，導致發光效果的劣化。
譬如今日，發光二極體主要的發光材料選用氮化鎵(GaN)，通常是以磊晶的方法生長在基板上，而所生產出的氮化鎵結晶結構和組織則很大部分受所採用的基板影響。為了增進上述發光二極體的發光效率、耐久度以及其他關於發光二極體品質相關的特性，此技術領域通常在選擇合適基板材料時考量幾種條件。
通常，基板的材料希望能盡量減少缺陷密度的單晶材料，才能盡可能避免在磊晶過程中影響發光二極體的晶體品質。依照目前技術，最常採用的基板材料是單晶的藍寶石(Sapphire)，主要是考量其化學穩定性好、製造技術成熟等優點；並且由於近年產能增加，藍寶石基板相對其他替代品，如：氮化鋁(AlN)、甚至氮化鎵(GaN)基板等，更符合經濟要求。
氮化鋁和氮化鎵的熔點均在攝氏兩千度以上，換言之，若想要直接以熔融長晶的方法製作前述兩種材料的單晶基板，則不只製造成本更高，也相對會產生更多廢熱，對環境造成不可避免的汙染。不過，藍寶石基板卻也因為其硬度高、化學穩定性好等特性，使之在磊晶製程之後的接續加工中成為潛在困擾，例如，去除藍寶石基板的研磨法很輕易便可能在誤差下傷害發光二極體晶粒。
另方面，本領域中也有人提出，以一種成本相對前述材料更經濟的材料氧化鋅(ZnO)作為基板。不過氧化鋅今日在技術領域中並不被廣泛採用，其中主要的原因包括氧化鋅的化學活性高，容易在隨後的磊晶過程中擴散、摻雜入發光二極體的晶粒中，造成發光特性不符合預期。另外，氧化鋅基板還可能在磊晶過程中，因為晶相轉變或材料熱膨脹係數不同而產生熱應力，造成破裂(Cracking)或剝離(Peeling off)等問題。
2009年，喬治亞理工學院的Nola Li在他的博士論文中提出：直接磊晶在氧化鋅基板會因為相轉變造成破裂和剝離的問題。為此，Nola Li在他的實驗中，將目標的發光二極體氮化鎵晶體和氧化鋅基板之間增加了多層的結構做為應力緩衝，如此除了克服前述的破裂和剝離問題，更增加後續其他加工如退火(Annealing)過程中的彈性。但在其研究中，也反應出無法克服氧化鋅原子向上擴散至沉積生長的晶粒中之情形，使得該種結構無法符合實際市場需求。
其中，磊晶製程對生長理想的發光二極體晶粒也有重大影響。今日最常見的有物理和化學沉積兩大類型。物理沉積的薄膜容易形成往垂直方向(z)的晶粒成長，而化學沉積則容易形成薄膜表面上接續發展而 使表面不均勻；以上的薄膜形式分別會增加氧化鋅原子擴散的自由度及向上磊晶發光二極體晶粒的風險。舉例而言，物理沉積產生的柱狀晶體之間的邊界將成為氧化鋅基板擴散的通道。
綜上述，如今在本技術領域面對的問題中，除了要求能夠有品質更好的基板表面和薄膜表面以外，也要克服可能的基板原子擴散的問題；此外，還要讓磊晶完成的發光二極體晶粒適合後續再加工；更甚者，還要能隨著市場的潮流，能夠允許電子元件體積持續縮小。
本發明之一目的在提供一種膠囊化基板、製造方法以及具該基板的高能隙元件，透過複合阻障層提供多層材料介面，減少氧化鋅基板原子擴散的自由度，達到阻障的效果。
本發明之另一目的在提供一種膠囊化基板、製造方法以及具該基板的高能隙元件，透過化學結構相對穩定的材料達成氧化鋅分子不易擴散的薄膜，減少氧化鋅基板原子擴散的自由度，達到阻障的效果。
本發明又一目的在提供一種膠囊化基板、製造方法以及具該基板的高能隙元件，藉由化學結構相對穩定的材料減少可能在複合阻障層之間在磊晶和後續加工過程中累積的應力，使結構更穩定且更適合後續的熱處理或其他加工。
本發明再一目的在提供一種膠囊化基板、製造方法以及具該基板的高能隙元件，藉由複合阻障層多層的薄膜結構緩衝氧化鋅基板以及複合阻障層之間在磊晶和後續加工過程中累積的各種應力，更適合後續的熱處理或其他加工。
本發明又再一目的在提供一種膠囊化基板、製造方法以及具該基板的高能隙元件，藉由氧化鋅基板的較佳化學活性，適合後續的熱處理或其他加工。
本發明又另一目的在提供一種膠囊化基板、製造方法以及具該基板的高能隙元件，藉由相對經濟的氧化鋅基板搭配複合阻障層製作方法，提供成本相對經濟的基板。
本發明再一目的在提供一種膠囊化基板、製造方法以及具該基板的高能隙元件，藉由複合阻障層的多層薄膜，更精準控制複合阻障層的厚度及擴散現象。
依照本發明所揭露的一種膠囊化基板，包括：一氧化鋅基板，具有至少一作用面，其中該氧化鋅基板是一個具有纖鋅礦晶格結構的標準晶格結構的氧化鋅材料；一厚度高於1奈米並環繞包覆上述氧化鋅基板的複合阻障層，包括：一層厚度大於0.1奈米且直接包覆形成於上述氧化鋅基板的第一薄膜層，是一相異於氧化鋅的第一材料，並且該第一材料在纖鋅礦晶格結構時，晶格常數介於前述標準晶格結構的120%至115%間或105%至95%間；一層厚度大於0.1奈米且直接包覆形成於上述第一薄膜層表面的第二薄膜層，是一相異於氧化鋅及上述第一材料的第二材料，且該第二材料會在纖鋅礦晶格結構時，晶格常數介於前述標準晶格結構的120%至115%間或105%至95%間；依序形成於上述第二薄膜層上的複數累加薄膜層，每一累加薄膜層是異於相鄰的累加薄膜層和/或第二薄膜層，且在纖鋅礦晶格結構時，晶格常數介於前述標準晶格結構的120%至115%間或105%至95%間；及一形成於上述複合阻障層、並對應至少上述一作用面的 主動層，該主動層具有一相異於氧化鋅的作用材料，且該作用材料在纖鋅礦晶格結構，晶格常數介於前述標準晶格結構的105%至95%間。
綜上，藉由本發明的複合阻障層，搭配化學結構相對穩定材料以可以阻障氧化鋅基板的分子，使得氧化鋅分子不易擴散或摻雜進入其他層；並以複合阻障層和化學活性較佳的氧化鋅基板讓後續的熱處理和其他加工更方便；並且採用氧化鋅材料作為基板，搭配適當厚度的複合阻障層加工，可以保有氧化鋅基板成本相對經濟的優點；尤其氧化鋅基板的瑕疵密度低，可以降低衍生於其上的各薄膜層瑕疵密度，使得最終生成的高能隙元件瑕疵密度降低；最後，更因為本發明所揭露的技術，可以更定量化地控制各薄膜層厚度，使得複合阻障層可以精準地控制氧化鋅的向上擴散程度，進一步提供未來應用的彈性。
1、1’、1”‧‧‧膠囊化基板
33”‧‧‧分裝後膠囊化基板
11、11’‧‧‧氧化鋅基板
331”‧‧‧分裝後氧化鋅基板
111、111’、111”‧‧‧作用面
113”‧‧‧背面
115”‧‧‧分裝面
13、13’、13”‧‧‧複合阻障層
131、131’、131”‧‧‧第一薄膜層
133、133’、133”‧‧‧第二薄膜層
135、135’、135”‧‧‧累加薄膜層
15、15’、15”‧‧‧主動層
2、2’‧‧‧製造膠囊化基板的方法
3”‧‧‧具有分裝後膠囊化基板的高能隙元件
31”‧‧‧高能隙元件本體
91、931、933、935、95‧‧‧第一實施例步驟
91’、931’、933’、935’、95’‧‧‧第二實施例步驟
圖1為本發明第一較佳實施例的部分示意圖，用於說明本實施例中的氧化鋅基板。
圖2為圖1實施例的剖面以及部分放大示意圖，用於說明本實施例中膠囊化基板結構。
圖3為圖1實施例的步驟流程圖，用於說明本實施例中製造膠囊化基板的方法。
圖4為本發明第二較佳實施例的部分透視及部分放大示意圖，用於說明本實施例中膠囊化基板結構。
圖5為圖4實施例的步驟流程圖，用於說明本實施例中製造膠囊化基板的方法。
圖6為本發明第三較佳實施例的立體示意圖，用於說明一種膠囊化基板與高能隙元件結合的狀態。
圖7為圖6實施例的立體示意圖，用於說明具膠囊化基板的高能隙元件之結構。
圖8為圖6實施例的剖面示意圖，用於說明具膠囊化基板的高能隙元件之結構。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚呈現；此外，在各實施例中，相同之元件將以相似之標號表示。
本發明的第一較佳實施例請一參考圖1至圖3，是一種準備用於生長高能隙電子元件的膠囊化基板1以及製造膠囊化基板的方法2，首先依步驟91提供一片例如晶圓層級的氧化鋅基板11，在本例中是取纖鋅礦(Wurtzite)排列的氧化鋅晶體，在本發明定義為標準晶格結構，定義含有晶格常數a、b=a以及c。並且是透過一般常見的晶元製程形成氧化鋅單晶晶棒，再沿(0001)面切片所製成的薄片狀氧化鋅基板11。如圖1所示，氧化鋅基板11的(0001)面以及(000)為兩平坦表面，其中(0001)面是預備為延續氧化鋅基板晶體特性繼續向上加工的作用面111。
並且，如圖2所示，在上述氧化鋅基板11的外表面，也就是包含上述(0001)、(000)面以及外側緣等面，包覆沉積形成有一層例如約10奈米厚的複合阻障層13，此處的複合阻障層13是由多層的薄膜結構形成，例釋為包含：一層厚度約1奈米且直接包覆上述氧化鋅基板11的第一 薄膜層131，一層厚度約1奈米形成於第一薄膜層表面的第二薄膜層133，以及八層依序形成於第二薄膜層上的累加薄膜層135；其中，除了第一薄膜層131是用分子束磊晶(MBE)以外，其他一共九層的上述薄膜層均是用原子層沉積(ALD)形成。當然，如熟知本技術領域之人士所能輕易理解，氧化鋅基板11若是以摻雜有其他元素，並以氧化鋅為基礎的基板替代純度高於99%的氧化鋅單晶並不直接影響上述氧化鋅基板性質。
於本例，於步驟931沉積例釋為氮化鎵(GaN)的第一薄膜層131，因為氮化鎵材料當在纖鋅礦結晶狀態時，晶格常數相較於本發明的標準晶格結構之間不匹配度(Misfit)小於5%，因此適合與氧化鋅基板結合生長；接著，步驟933時，在第一薄膜層131上以原子層沉積形成有第二薄膜層133，於本例例釋為氮化鋁(AlN)，氮化鋁的纖鋅礦晶格常數相較於標準晶格結構的差異對應a與c方向分別在2至-0.05%以內，依據公式計算：不匹配度=(氮化鋁的晶格常數-氧化鋅的晶格常數)/氧化鋅的晶格常數，亦即分別有約5%至-5%的不匹配度。以上，若換算成晶格常數相對於標準晶體結構的晶格常數比率，則分別為105%至95%。
隨後再進行步驟935，本例中在第二薄膜層133上共沉積形成有八層累加薄膜層135，依據氮化鋁/氮化硼的規則重複排列，以致本例八層累加薄膜層135形成相互交錯的結構，其中氮化硼在形成纖鋅礦結構時的晶格常數相對於標準晶體結構約為119%-120%。經研究發現，由於此種晶格常數比例，是呈簡單整數比例的5/4，其中存在簡單的最小公倍數，使得氮化硼可以穩定結合生長於氧化鋅表面。並且，複合阻障層13中的個別薄膜層，包括：第一薄膜層131、第二薄膜層133以及八層累加薄膜層 135，在本例均是一種非晶態結構(Amorphous Structure)。
本例中以共十層的材料共同形成複合阻障層13，藉此在朝向氧化鋅擴散梯度之方向增加介面數量與密度，以更多材料介面增加氧化鋅向外擴散的阻礙；同時，本例中的非晶態結構由於存在較少可供替換的空缺(Vacancy)，相對地創造更冗長複雜的擴散途徑，更減少氧化鋅擴散的可能渠道，阻礙氧化鋅輕易向外活動或反應。此外，本發明複合阻障層形成氧化鋅基板與外界環境的完整隔絕，相對也防止外界環境中的其他物質與化學活性高的氧化鋅基板進行反應。
藉由本發明複合阻障層13的多層結構，並且選用匹配的材料作為緩衝(Buffering)，除阻絕氧化鋅的摻雜外，更可以協助分散材料介面間累積的應力，也因此，本發明膠囊化基板1相較之下更不易發生前述研究報告中的剝離(Peeling off)或破裂(Cracking)等問題。如此，依照本發明所揭露的膠囊化基板製造方法，不僅是複合阻障層13可以均勻穩定地結合生成於氧化鋅基板11上，甚至在進行其他後續加工過程時，仍然可以保持良好的結合關係，有效提升產品的產出良率。
當然，如本領域技術人士所能輕易理解，上述薄膜層的材料排列和厚度等數值的些微調整，並不偏離本發明之實質。本發明的較佳實施例，雖以氮化鎵(GaN)作為第一薄膜層，並且以氮化硼(BN)作為擴散的複合阻障層，不過，此熟悉此技術領域的人士可以輕易以耐火金屬(如：鋁、硼、鈦、鉿、鈮、鉈及錸)的氧化物、氮化物或者碳化物，如碳化鈦等，作為替換，此外也可一併考慮匹配程度作為選用材料的標準。
簡言之，本發明的複合阻障層13一方面可以防止氧化鋅擴 散，另外一方面可以作為材料中應力緩衝。再者，以非晶態結構形成本發明的複合阻障層13相較朝單方向成晶生長形成的薄膜結構(如：朝z方向生長的柱狀晶體結構)更可能更均勻緻密進而配合原有基板作用面上原本呈現的優點，如：氧化鋅作為基板上的作用面與常用於主動層的材料(例：氮化鎵)之間的晶格常數相較藍寶石為單晶基板更加匹配等。進一步，在部分研究中亦指出擴散可能具有正面的功效，本發明藉此更精準控制複合阻障層13厚度及擴散的濃度和數量。
最後再依照步驟95，在複合阻障層13上以化學氣相沉積(VPD)方式形成主動層15，使用的材料是鋁群聚(Al-rich)的氮化鋁鎵材料(AlGaN)，掺雜有鋁的氮化鎵系材料中部分鋁的混合可以透過調整混和比例激發出介於可見光至紫外光之間的光子；此外，更可能再搭配氮化硼材料作為p-n接面中p型半導體。此外，熟知本技術領域人士所能輕易知悉，持積的方法除了上述的原子束磊晶、原子層沉積、化學氣相沉積以外，如物理氣相沉積等方式，均能依據需求簡單替換，其中，以原子束磊晶以及原子層沉積有減少沉積的薄膜層厚度至最少約0.1奈米的空間，如此一來以十層結構而言可以累積在1奈米的厚度之內，然而若是為了確保沉積包覆的完整性，各薄膜層也可以選擇沉積至約1奈米。
本發明的第二較佳實施例請一併參考圖4及圖5，是一種預備用於生長發光二極體電子元件的膠囊化基板1’以及製造膠囊化基板的方法2’。為了敘述明確簡潔，本實施例中與第一較佳實施例相同的部分不另贅述，就不同部分加以詳細解釋。於本例，循步驟91’預先準備有一氧化鋅基板11’。本例中的氧化鋅基板11’可以購買自已經預備好的13吋纖鋅礦氧 化鋅晶元產品，其中氧化鋅基板上應準備有一平坦表面作為作用面111’，於本例中此作用面是(0001)；不過，本技術領域人士可以輕易知悉，依據中村修二教授提出，可以如(110)等非極性代替常用的(0001)極性作用面，提升發光二極體效果，亦不偏離本發明範圍。
隨後，在氧化鋅基板11’上更沉積完全包覆氧化鋅基板11’表面的複合阻障層13’。如圖4所示，於本例複合阻障層13’總共約5000奈米厚；不過，為節省加工的時間和金錢成本，也可以僅沉積1000奈米的厚度，同樣足以達成本發明目的而不影響發明實質。其中，複合阻障層13’包含一層第一薄膜層131’、一層第二薄膜層133’，以及246層累加薄膜層135’；第一薄膜層131’和第二薄膜層133’分別依步驟931’以及933’為40奈米厚的原子層，沉積生長於氧化鋅基板11’上，其餘複數累加薄膜層135’每層20奈米厚均是以分子數磊晶依次生長；共248層。當然，本領域技術者可以輕易知悉，薄膜層的厚度可以簡單依據需要調整，給予個別薄膜不同的厚度，不影響本發明實質。
其中，對應氧化鋅基板11’上作用面(0001)生長的第一薄膜層131’是氮化鎵材料，相對應的氮化鎵晶格常數與上標準晶格結構的對應晶格常數差異可以小至1.8%。接著，第二薄膜層133’是氮化銦鎵(InGaN)與第一薄膜層131’共同分散在製程中產生累積於複合阻障層13’薄膜層相互結合以及第一薄膜層131’與氧化鋅基板11’之間累積的應力。
在第二薄膜層133’上再接續以步驟935’藉由分子束磊晶方式沉積246層累加薄膜層135’。本例中，累加薄膜層135’至少包含有：氧化鋁、氮化硼、二氧化鈦，以不規則排列在第二薄膜層133’表面上逐序堆 疊，各累加薄膜層135’之間以及累加薄膜層135’與第二薄膜層133’之間彼此為不同的材料，藉此創造多層材料之間的介面，一方面阻擋氧化鋅向外擴散，一方面藉此墊高(Ramping up)材料中可以承受的應力程度。
此時，氧化鋁對應氧化鋅基板的標準晶格結構差距在115%以上至120%以內。此外，在累加薄膜層135’中的氮化硼具有相對標準晶格結構約119%-120%的差異，並在接近120%時越產生簡單比例的最小公倍數匹配效應。因此，本發明存在一晶格常數介於115%至120%之間的匹配區間。當然，本發明中的晶格常數並不只可以纖鋅礦結構中相對應的方向去對應標準晶格結構中的相對應方向(比如：用第一薄膜層的晶格常數a對應標準晶格結構中晶格常數a)，也可以選用比例相似的平面來對應標準晶格結構，例如在本例中還可以選擇在不同方向平面上(不限是纖鋅礦(0001)面)但是晶格常數以及比例均相似於氧化鋅(0001)平面者，也可能匹配作為第一薄膜層。
另外，氮化硼除了作為累加薄膜層，只要第一薄膜層131’、第二薄膜層133’以及與第二薄膜層133’相鄰的累加薄膜層135’之間是不同的材料，本技術領域通常知識者可輕易知道氮化硼亦可作為第一薄膜層131’或第二薄膜層133’的材料。甚至，有研究指出氮化硼作為二極體p型接觸層的潛力。
最後，主動層15’材料於本例例釋為氮化鋁，可用於作為產生紫外光的二極體材料，經由步驟95’沉積至複合阻障層13’上並對應於氧化鋅基板11’的作用面111’，如圖5所示並不需要包覆複合阻障層。因為主動層材料為氮化鎵系和/或氮化鋁系材料，因此，同本例第一薄膜層131’， 相對於標準晶格結構的相異程度，也就是相對標準晶格結構的比值應介於105%至95%之間。此外，本例中的膠囊化基板1’在經過前述製造膠囊化基板的方法2’後，可以再經退火藉以釋放膠囊化基板1’中儲存的應力，同時更穩定膠囊化基板1’的整體結構；而且因為本發明中複合阻障層13’的多層結構，膠囊化基板1’也較不會因為在退火過程中可能經過相轉變而產生剝離或破裂的問題。
本發明的第三較佳實施例，請參考圖6及圖7所示，是一種具有分裝後膠囊化基板的高能隙元件3”，於本例，高能隙元件本體31”是一種發光二極體(LED)，而分裝方式例釋為一種切割方法。為節省敘述篇幅，本實施例中與第一實施例相同之處便不另贅述，針對不同之處做詳細解釋。
在發光二極體等半導體元件完成於膠囊化基板1”表面製造後，基板會經過分裝，於本例經過切割的分裝後膠囊化基板33”，如圖6所示。在經過分裝後單獨一個完整的高能隙元件會分別含有原有基板經分裝的一部份；亦即，一個具分裝後膠囊化基板的高能隙元件3”會含有至少一個高能隙元件本體31”，本例中是一種發光二極體，以及相結合的分裝後膠囊化基板33”。於本例，分裝後膠囊化基板33”同樣是以單晶並且作用面111”為(0001)的纖鋅礦氧化鋅為基板，經過本例的切割後成為本例中的分裝後氧化鋅基板331”，在作用面111”以及相對於作用面111”的背面113”之間形成有分裝面115”。
再者因為經過分裝，本發明直接在對應分裝後氧化鋅基板331”的作用面111”上形成有複合阻障層13”，請一併參照圖8，包含：以 氮化硼為材料的第一薄膜層131”、選以氮化鎵材料的第二薄膜層133”以及99層累加薄膜層135”。由第一薄膜層131”直接形成於作用面111”上，第二薄膜層133”以及其他累加薄膜層135”依序對應作用面111”相上堆疊。其中，99層(圖未示)累加薄膜層135”分別為50層氮化硼以及49層氮化鎵材料；而且，包含前述第一薄膜層131”、第二薄膜層133”以及前述99層累加薄膜層135”均是50奈米厚。同樣為50奈米厚選用氮化鎵系(GaN Based)材料的主動層15”對應氧化鋅基板的作用面111”形成於最上層的累加薄膜層135”上。本領域技術知識者可知，氮化鎵系材料包括如：氮化銦鎵、氮化鋁鎵，等等。
並且，在作用面111”上形成有發光二極體的高能隙元件本體31”。當然，熟知本技術領域人士所能輕易知悉，高能隙元件本體31”也可以跟其他二極體或是其他種類的電子元件、甚至微電子元件等簡單替換。藉由本發明的複合阻障層13”，防止了分裝後氧化鋅基板331”中氧化鋅向上依照濃度梯度方向擴散至上層的主動層15”甚至高能隙元件本體31”；同時，複合阻障層13”也分散材料內部製造過程中產生的任何應力，更能夠穩定在其主動層15”上製造上相對穩定的高能隙元件本體31”；當然，氧化鋅材料成本也相較經濟，在相對經濟的加工成本內，提供成本結構更具市場競爭力的高能隙元件。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧膠囊化基板
11‧‧‧氧化鋅基板
111‧‧‧作用面
13‧‧‧複合阻障層
131‧‧‧第一薄膜層
133‧‧‧第二薄膜層
135‧‧‧累加薄膜層
15‧‧‧主動層

Claims (10)

  1. 一膠囊化基板，包括：一氧化鋅基板，具有至少一作用面，其中該氧化鋅基板是一個具有纖鋅礦晶格結構的標準晶格結構的氧化鋅材料；一厚度高於1奈米並環繞包覆上述氧化鋅基板的複合阻障層，包括：一層厚度大於0.1奈米且直接包覆形成於上述氧化鋅基板的第一薄膜層，是一相異於氧化鋅的第一材料，並且該第一材料在纖鋅礦晶格結構時，晶格常數介於前述標準晶格結構的120%至115%間或105%至95%間；一層厚度大於0.1奈米且直接包覆形成於上述第一薄膜層表面的第二薄膜層，是一相異於氧化鋅及上述第一材料的第二材料，且該第二材料會在纖鋅礦晶格結構時，晶格常數介於前述標準晶格結構的120%至115%間或105%至95%間；依序形成於上述第二薄膜層上的複數累加薄膜層，每一累加薄膜層是異於相鄰的累加薄膜層和/或第二薄膜層，且在纖鋅礦晶格結構時，晶格常數介於前述標準晶格結構的120%至115%間或105%至95%間；及一形成於上述複合阻障層、並對應至少上述一作用面的主動層，該主動層具有一相異於氧化鋅的作用材料，且該作用材料在纖鋅礦晶格結構，晶格常數介於前述標準晶格結構的105%至95%間。
  2. 如申請權利範圍第1項所述的膠囊化基板，其中前述氧化鋅基板是一單晶；以及 前述氧化鋅基板的前述作用面是纖鋅礦晶體結構的(0001)面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的膠囊化基板，其中至少前述第一薄膜層的前述第一材料、前述第二薄膜層的前述第二材料以及前述累加薄膜層的材料至少一部分是選自於由鋁、硼、鈦、鉿、鈮、鉈及錸的氧化物、氮化物和/或碳化物所組成的群組；且前述主動層的前述作用材料是氮化鋁系和/或氮化鎵系材料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的膠囊化基板，其中前述第一薄膜層、前述第二薄膜層，以及前述累加薄膜層是非晶態結構。
  5. 如申請專利範圍第1、2、3或4項所述的膠囊化基板，其中前述複合阻障層的累積厚度是介於1至5000奈米之間。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的膠囊化基板，其中前述複合阻障層的累積厚度是介於10至1000奈米之間。
  7. 一種製造膠囊化基板的方法，用於製造膠囊化基板，至少一具有一纖鋅礦晶格結構的標準晶格結構的單晶並形成有一作用面的氧化鋅基板；及至少一環繞包覆前述氧化鋅基板的複合阻障層，包括：一層厚度大於0.1奈米且直接包覆形成於上述氧化鋅基板的第一薄膜層，一層厚度大於0.1且直接包覆形成於上述第一薄膜層表面的第二薄膜層，依序形成於上述第二薄膜層上的複數累加薄膜層，以及一對應至少上述一作用面形成於上述複合阻障層的主動層，包括下列步驟：a)提供一片前述氧化鋅基板，b)至少沉積一層前述薄膜，依序包含下列次步驟： b1)在前述氧化鋅基板上直接沉積一層是一第一材料的前述第一薄膜層包覆前述氧化鋅基板，其中該第一材料相異於氧化鋅，且該第一薄膜層在纖鋅礦晶格結構時晶格常數介於前述標準晶格結構的120%至115%間或105%至95%間；b2)在前述第一薄膜層上直接沉積一層是一第二材料的第二薄膜層包覆前述第一薄膜層，前述第二材料相異於氧化鋅以及前述第一材料，且該第二材料在纖鋅礦晶格結構時晶格常數介於前述標準晶格結構的120%至115%間或105%至95%間；b3)在前述第二薄膜層上沉積至少一層累加薄膜層，其中每一累加薄膜層中的材料均相異於相鄰累加薄膜層和/或第二薄膜層以及氧化鋅，並且在纖鋅礦晶格結構時晶格常數介於前述標準晶格結構的120%至115%間或105%至95%間；c)對應於至少一上述作用面於上述複合阻障層上沉積前述主動層，該主動層是一種相異於上述氧化鋅，且該作用材料在纖鋅礦晶格結構，晶格常數介於前述標準晶格結構的105%至95%間。
  8. 如申請專利範圍7所述的製造膠囊化基板的方法，其中步驟b1)的前述第一薄膜層的前述第一材料、步驟b2)的前述第二薄膜層的前述第二材料以及步驟b3)的前述累加薄膜層的材料至少一部分是選自於由鋁、硼、鈦、鉿、鈮、鉈及錸的氧化物、氮化物和/或碳化物所組成的群組；以及步驟c)的前述主動層的前述作用材料是氮化鋁系和/或氮化鎵系材 料。
  9. 一種具分裝後膠囊化基板的高能隙元件，包括：一分裝後膠囊化基板，包括：一分裝後氧化鋅基板，具有至少一作用面，以及相對於前述作用面的一背面，以及至少一介於前述作用面以及前述背面之間的分裝面，其中該氧化鋅基板是一個具有纖鋅礦晶格結構的標準晶格結構的氧化鋅材料；一厚度高於1奈米對應形成於上述氧化鋅基板的上述作用面的複合阻障層，包括：一層厚度大於0.1奈米且直接形成於上述作用面的第一薄膜層，是一相異於氧化鋅的第一材料，其中該第一材料相異於氧化鋅，且該第一薄膜層在纖鋅礦晶格結構時晶格常數介於前述標準晶格結構的120%至115%間或105%至95%間；一層厚度大於0.1奈米且直接形成於上述第一薄膜層表面的第二薄膜層，是一相異於氧化鋅及上述第一材料的第二材料，且該第二材料在纖鋅礦晶格結構時晶格常數介於前述標準晶格結構的120%至115%間或105%至95%間；依序形成於上述第二薄膜層上的複數累加薄膜層，每一累加薄膜層是異於相鄰的累加薄膜層和/或第二薄膜層，並且在纖鋅礦晶格結構時晶格常數介於前述標準晶格結構的125%至110%間或105%至95%間；一形成於上述複合阻障層、並對應至少上述一作用面的主動層，該 主動層具有一相異於氧化鋅的作用材料，且該作用材料在纖鋅礦晶格結構，晶格常數介於前述標準晶格結構的105%至95%間；以及至少一對應前述作用面形成於前述主動層上的高能隙元件本體。
  10. 如申請專利範圍第9項所述具分裝後膠囊化基板的高能隙元件，其中至少前述第一薄膜層的前述第一材料、前述第二薄膜層的前述第二材料以及前述累加薄膜層的材料至少一部分是選自於由鋁、硼、鈦、鉿、鈮、鉈及錸的氧化物、氮化物和/或碳化物所組成的群組；且前述主動層的前述作用材料是氮化鋁系和/或氮化鎵系材料。
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