[发明专利]P型氮化镓电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明用于光电子器件制造技术领域，具体涉及到GaN基功率型发光二极管(LED)中P-GaN的电极体的及制备方法。

背景技术

在GaN基功率型LED器件制备中，由于P-GaN掺杂浓度较低和缺少功函数比P-GaN功函数(7.5eV)更高的金属或金属体系，使得空穴难以隧穿肖特基势垒，导致P-GaN金属电极很难形成低欧姆接触电阻，同时有高透射和高反射、热稳定性良好等性能。

一般传统P-GaN金属电极由高反电极Ni/Au或透明导电氧化物(ITO)层加高反射镜Ag和保护层Au组成，Ni/Au/Ag/Au金属化P-GaN电极由Mg掺杂P-GaN层、半透明电极欧姆接触层Ni/Au、高反射镜层Ag和保护层Au组成，虽然该种金属体系具有低欧姆接触电阻，其电阻率可达到10-6Ω·cm²，但该Ni/Au/Ag/Au金属化P-GaN电极对于450-460nm的透过率仅为73.8％，剩余发出的光在电极内部被吸收转化为热能，造成电极的热稳定性变差；没有阻挡层Pt，保护层在长期工作条件或高温情况下容易内扩散，造成高反射镜Ag的退化，使得器件光的提取效率降低、漏电流和接触电阻增大，电极的热稳定性变差，严重影响器件的长期可靠性。ITO外镀高反射镜Ag电极由Mg掺杂P-GaN层、ITO透明电极欧姆接触层、高反射镜层Ag和保护层组成，ITO对于光的吸收较小(10-4-10-6量级)，对于455-460nm蓝光的透射率可以达到97％，但是ITO透明电极欧姆接触层与Mg掺杂P-GaN层的接触电阻大、驱动电压较高且热稳定性差。因此，现有的电极体系不能满足GaN基功率型LED制备过程中P-GaN电极的低比接触电阻率，同时具有高透射率和高的反射率，热稳定性好等性能要求。

发明内容

本发明目的在于，提供一种P型氮化镓电极的制备方法，提高了GaN基功率型发光二极管的可靠性，解决了P-GaN电极难以形成低比接触电阻率，同时具有高透射率和高反射率，热稳定性好等优点。

本发明一种P型氮化镓电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在蓝宝石衬底上外延Mg掺杂P型氮化镓基体；

步骤2：在Mg掺杂P-GaN基体上电子束蒸发半透明电极欧姆接触层Ru/Ni，电极剥离后，进行合金化处理；

步骤3：在半透明电极欧姆接触层Ru/Ni上电子束蒸发一层粘附层Ni，粘附层Ni能够增加半透明电极欧姆接触层Ru/Ni的粘附强度；

步骤4：在粘附层Ni上电子束蒸发一层高发射镜Ag，高反射镜Ag的主要作用是充当高反射的反射镜，电极对455-460nm光线反射率为84％，增加电极的出光效率；

步骤5：在高发射镜Ag上电子束蒸发一层阻挡层Pt，在高温或者长期工作条件下，阻挡层Pt能阻止键合保护层Au的内扩散，防止欧姆接触电阻和反向漏电增加及高反射镜Ag的退化，提高P-GaN金属电极热稳定性；

步骤6：在阻挡层Pt上键合保护层Au，其作用是防止金属电极的氧化和污染。

其中半透明欧姆接触层Ru/Ni的厚度为和经过在O₂∶N₂＝1∶2气氛中，温度350℃保温8min，然后升温到500℃保5min的合金化处理后，半透明电极欧姆接触层Ru/Ni对455-460nm光线的透射率为91.5％。

其中粘附层Ni的厚度为反射镜Ag的厚度为增加电极的黏附强度，提高电极的热稳定性。

其中阻挡层Pt的厚度为保护层Au的厚度为其可防止欧姆接触电阻增大、反向漏电增加、高反射镜Ag的退化和热稳定性变差。

其中粘附层Ni、高反射镜Ag、阻挡层Pt和键合保护层Au为依次在电子束蒸发腔室一次蒸发完成，避免制备的金属电极的氧化和污染，提高P-GaN电极的长期可靠性。