本发明专利技术涉及一种氮化镓基发光二极管Ｐ、Ｎ型层欧姆接触电极及其制法，该氮化镓基发光二极管Ｐ、Ｎ型层欧姆接触电极的材料为Ｃｒ／Ｐｄ／Ａｕ的金属组合，其制法是在蓝宝石衬底的外延结构上蚀刻出Ｎ型氮化镓层，并在Ｐ型氮化镓层上蒸镀Ｐ型透明电极层，接着定位出Ｐ、Ｎ型层欧姆接触电极的图形，再在Ｐ型透明电极层、Ｎ型氮化镓层上分别依次蒸镀５０～５００埃的铬，３００～１０００埃的钯和３０００～２００００埃的金的金属组合，然后在氮气的气氛、温度为２００～４５０℃和时间为５～２０ｍｉｎ的条件下对蒸镀有铬、钯和金的芯片进行电极退火，从而获得优异的欧姆接触特性，并获得较佳的热稳定性且不易氧化，从而提升二极管的可靠度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体
，特别涉及一种氮化镓基发光二极管P、 N型 层欧姆接触电极及其制法。
技术介绍
一般而言，金属与半导体的接触行为有欧姆接触和萧特基接触。对欧姆接 触而言，接触界面的电流-电压特性为线性关系，且金属与半导体间的接触阻值 比起半导体本身的阻值而言，小到可以忽略不计。目前， 一般用来制作P、 N欧姆接触电极的金属为Ti/Al、 Cr/Pt/Au的金属组合，釆用此类金属组合完成的金属电极具有较低的特征接触阻抗，可获得优 异的欧姆接触特性。但是，釆用此类金属组合完成的金属电极的热稳定性不佳， 如此导致二极管的可靠度也较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种氮化镓基发光二极管P、 N型 层欧姆接触电极及其制法，通过选择适当功函数的金属，不仅在金属与半导体 的界面获得优异的欧姆接触特性，而且能获得较佳的热稳定性且不易氧化，如 此可使二极管整体可靠度提升。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的该氮化镓基发光二极管P、 N型层欧姆接触电极，其特点是，所述欧姆接 触电极的材料为Cr/Pd/Au的金属组合，在P型透明电极层、N型氮化镓层上蒸 镀的欧姆接触电极的第一层为铬，第二层为钯，第三层为金，所述铬的厚度大 于等于50埃且小于等于500埃，所述铠的厚度大于等于300埃且小于等于1000 埃，所述金的厚度大于等于3000埃且小于等于20000埃。一种制造上述氮化镓基发光二极管P、 N型层欧姆接触电极的方法，其特 点是，包括下述步骤(1) 在蓝宝石衬底上利用外延的方法形成N型氮化镓层、有源层、P型氮化镓层，(2) 蚀刻出N型氮化镓层，(3 )在真空度小于1 x 10'6托的条件下在P型氮化镓层表面蒸镀P型透明 电极层，进一步利用光刻与蚀刻的方法去除适当部分的P型透明电极层，(4) 在芯片外延结构的表面涂上光刻胶，对P型透明电极层和N型氮化 镓层进行光刻并显影，分别定位出P、 N型层欧姆接触电极的图形，(5) 在真空度小于lxl(^托的条件下在P型透明电极层、N型氮化镓层 上分别依次蒸镀铬，钯和金的金属组合，蒸镀完成后将多余的光刻胶和金属去 除，(6) 在氮气的气氛，温度大于等于20(TC且小于等于45CTC,时间大于等 于5min小于等于20min的条件下对蒸镀有铬、钯和金的芯片进行电极退火， 形成P、 N型层欧姆接触电极。本专利技术釆用Cr/Pd/Au的金属组合作为欧姆接触电极的材料，可以在金属与 半导体的界面获得优异的欧姆接触特性。此外，与现有技术相比，具有以下优 点 一、更有效的钯位障层阻止在热处理时金向下扩散到N型氮化镓表面，如 此可避免高功函数的金属金接触到N型氮化镓，以防止电性劣化；二、钯在热 处理时向下扩散到N型氮化镓，使其表面电子浓度增加，可使欧姆接触的制作 更加容易；三、可以获得较佳的热稳定性且不易氧化，如此可使二极管可靠度 提升。附图说明图1为氮化镓基发光二极管P、 N型层欧姆接触电极的制作流程图；图2为蓝宝石衬底上氮化镓基发光二极管外延结构剖面示意图；图3为在芯片外延结构上蚀刻出N型GaN层并形成P型透明电极层的示 意图；图4为待蒸镀P、 N型层欧姆接触电极的定位示意图；图5为Cr/Pd/Au金属组合作为氮化镓基发光二极管P、 N型层欧姆接触电极结构示意图；图6为由实施例1制得的氮化镓基发光二极管P、 N型层欧姆接触电极所 测试得到的电流-电压(I-V)关系曲线图；图7为由实施例2制得的氮化镓基发光二极管P、 N型层欧姆接触电极所 测试得到的电流-电压(I-V)关系曲线图；图8为由实施例3制得的氮化镓基发光二极管P、 N型层欧姆接触电极所 测试得到的电流-电压(I-V)关系曲线图；图9为由实施例4制得的氮化镓基发光二极管P、 N型层欧姆接触电极所 测试得到的电流-电压(I-V)关系曲线图；图10为由实施例5制得的氮化镓基发光二极管P、 N型层欧姆接触电极所 测试得到的电流-电压(I-V)关系曲线图；图11为由实施例6制得的氮化镓基发光二极管P、 N型层欧姆接触电极所 测试得到的电流-电压(I-V)关系曲线图；图12为由实施例1、实施例2制得的不同氮化镓基发光二极管P、 N型层 欧姆接触电极的热稳定性测试结果示意图；图13为由实施例3、实施例4制得的不同氮化镓基发光二极管P、 N型层 欧姆接触电极的热稳定性测试结果示意图；图14为由实施例5、实施例6制得的不同氮化镓基发光二极管P、 N型层 欧姆接触电极的热稳定性测试结果示意图。具体实施方式 实施例1图1是本专利技术所述的氮化镓基发光二极管P、 N型层欧姆接触电极的制作 流程图，图2是蓝宝石衬底上氮化镓基发光二极管外延结构剖面示意图，图是在芯片外延结构上蚀刻出N型GaN层并形成P型透明电极层的示意图，图4 是待蒸镀的P、 N型层欧姆接触电极的结构示意图，图5是Cr/Pd/Au金属组合 作为氮化镓基发光二极管P、 N型层欧姆接触电极结构示意图。如图l、图2、图3、图4和图5所示，本专利技术所述的氮化镓基发光二极管 P、 N型层欧姆接触电极的制法， 一般包括下述步骤(1) 在蓝宝石衬底ll上利用外延的方法形成N型GaN层12、有源层13、 P型GaN层14，如图2所示，(2) 利用等离子刻蚀机台蚀刻出N型GaN层12,(3) 在真空度为9.99x 10^托的条件下在P型GaN层14表面蒸镀P型透 明电极层15，进一步利用光刻与蚀刻的方法去除适当部分的P型透明电极层15， 为下一步蒸镀欧姆接触电极做准备，如图3所示，〔4)以高速旋转涂布的方式在芯片外延结构的表面涂上光刻胶19,将其烘 烤至半干的状态，在光刻机上利用P、 N电极的光刻版做掩膜对P型透明电极 层15和N型GaN层12进行光刻并显影，分别定位出P、 N型层欧姆接触电极 的图形，如图4所示，(5) 在真空度为9.99 x 10-7托的条件下利用E/B & Thermal (电子東蒸镀 机)在P型透明电极层15、N型GaN层12上分别依次蒸镀500埃的铬16， 1000 埃的铠17和20000埃的金18的金属组合，蒸镀完成后采用剥离的方法将多余 的光刻胶19和金属去除，(6) 在氮气的气氛、温度为45(TC，时间为20min下采用炉管式合金炉对 蒸镀有铬16、钯17和金18的芯片进行电极退火，形成优异的P、 N型层欧姆 接触电极，如图5所示。实施例2本专利技术所述的氮化镓基发光二极管P、 N型层欧姆接触电极的制法， 一般 包括下述步骤(l)在蓝宝石衬底11上利用外延的方法形成N型GaN层12、有源层13、 P型GaN层14,(2) 利用等离子刻蚀机台蚀刻出N型GaN层12,(3) 在真空度为9.99x 10^托的条件下在P型GaN层14表面蒸镀P型透 明电极层15,进一步利用光刻与蚀刻的方法去除适当部分的P型透明电极层15, 为下一步蒸镀欧姆接触电极做准备，(4) 以高速旋转涂布的方式在芯片外延结构的表面涂上光刻胶19,将其 烘烤至半干的状态，在光刻机上利用P、 N电极的光刻版做掩膜对P型透明电 极层15和N型GaN层12进行光刻并显影，分别定位出P、 N型层欧姆接触电 极的图形，(5 )在真空度为9.99 x 10〃托的条件下利用E/B & 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氮化镓基发光二极管Ｐ、Ｎ型层欧姆接触电极，其特征在于，所述欧姆接触电极的材料为Ｃｒ／Ｐｄ／Ａｕ的金属组合，在Ｐ型透明电极层、Ｎ型氮化镓层上蒸镀的欧姆接触电极的第一层为铬，第二层为钯，第三层为金，所述铬的厚度大于等于５０埃且小于等于５００埃，所述钯的厚度大于等于３００埃且小于等于１０００埃，所述金的厚度大于等于３０００埃且小于等于２００００埃。
【技术特征摘要】
1、 一种氮化镓基发光二极管P、 N型层欧姆接触电极，其特征在于，所述 欧姆接触电极的材料为Cr/Pd/Au的金属组合，在P型透明电极层、N型氮化镓 层上蒸镀的欧姆接触电极的第一层为铬，第二层为钯，第三层为金，所述铬的 厚度大于等于50埃且小于等于500埃，所述钯的厚度大于等于300埃且小于等 于1000埃，所述金的厚度大于等于3000埃且小于等于20000埃。2、 根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管P、 N型层欧姆接触电极， 其特征在于，所述铬的厚度大于等于100埃且小于等于200埃，所述钯的厚度 大于等于400埃且小于等于600埃，所述金的厚度大于等于5000埃且小于等于 10000埃。3、 根据权利要求1或2所述的氮化镓基发光二极管P、 N型层欧姆接触电 极，其特征在于，所述铬的厚度为200埃，所述钯的厚度为600埃，所述金的 厚度为10000埃。4、 一种根据权利要求1、 2或3所述的氮化镓基发光二极管P、 N型层欧 姆接触电极的制法，其特征在于，包括下述步骤(1) 在蓝宝石衬底上利用外延的方法形成N型氮化...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈国聪，王孟源，雷秀铮，
申请(专利权)人：普光科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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