改善氮化镓基半导体发光二极管欧姆接触的合金方法

摘要

本发明涉及一种改善氮化镓基半导体发光二极管欧姆接触的合金方法，包括如下步骤：将做好Ni/Au透明电极的外延片进行表面处理；在流动的纯氮气环境中，将退火炉的温度恒定在550±5℃，合金10～15分钟；取出外延片进行冷却，在外延片的温度达到室温后保持10分钟；冷却后进行二次合金，即在含氧气流下，将退火炉的温度恒定在550±5℃，合金5－20分钟，取出冷却。由于本发明的改善氮化镓基半导体发光二极管欧姆接触的合金方法，先后在纯氮的环境中和在含氧气流下进行了两次合金，从而在保证发光二极管发光效率高、比接触电阻小的同时，还能保证发光二极管的寿命长、抗静电耐高温能力好。

说明书

技术领域

本发明涉及光电子领域，尤其涉及一种改善氮化镓基半导体发光二极管欧姆接触的合金方法。

背景技术

氮化镓(GaN)基材料具有优异的化学和物理稳定性，可以实现蓝光和紫光的发射，在光电子领域具有广阔的应用前景。目前，GaN基半导体发光二极管(LED)的研究已取得许多成果并逐步转入产业化生产。但是，不论是研究还是产业化生产都面临一些难题，性能良好的LED需要有良好的欧姆接触，制作GaN基LED芯片的一个关键是要得到良好的P型欧姆接触。由于P型Mg掺杂激活困难，其激活能为170meV，加之可供选择的较大功函数的金属材料非常有限，所以在P型GaN上制作欧姆接触电极工艺是比较困难的。现在普遍存在的P型欧姆电极是Ni/Au，那是因为其良好的透光性能和电学性能。淀积前的表面处理和淀积后的合金是常用的降低接触电阻的手段。

目前常用的合金方法主要有两种：一是氮气气氛下550℃左右合金10分钟左右；二是氮氧混合气氛下550℃左右合金10分钟左右。通常，方法一制作出的LED芯片的寿命长，但是发光效率低，比接触电阻大；方法二制作出的LED芯片发光效率高，比接触电阻小，但是寿命和抗静电、耐高温能力都有所下降，通过氧气氛下合金的方法，可以将Au/Ni/P-GaN的比接触电阻降至4×10^-6Ω

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种改善氮化镓基半导体发光二极管欧姆接触的合金方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种改善氮化镓基半导体发光二极管欧姆接触的合金方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)将做好Ni/Au透明电极的外延片进行表面处理；

b)在流动的纯氮气环境中，将退火炉的温度恒定在550±5℃，合金10～15分钟；

c)取出外延片进行冷却，在外延片的温度达到室温后保持10分钟；

d)冷却后，在含氧气流下，将退火炉的温度恒定在550±5℃，进行第二次合金5-20分钟，取出冷却。

本发明所述的改善氮化镓基半导体发光二极管欧姆接触的合金方法，在步骤d中，含氧气流的具体成份为氧和氮，氧氮比例3∶7。

本发明所述的改善氮化镓基半导体发光二极管欧姆接触的合金方法，在步骤c中，整个冷却步骤所需时间为20-60分钟。

本发明所述的改善氮化镓基半导体发光二极管欧姆接触的合金方法，在步骤d中，进行第二次合金的时间为5分钟。

本发明所述的改善氮化镓基半导体发光二极管欧姆接触的合金方法，在步骤d中，进行第二次合金的时间为10分钟。

本发明所述的改善氮化镓基半导体发光二极管欧姆接触的合金方法，在步骤d中，进行第二次合金的时间为15分钟。

本发明所述的改善氮化镓基半导体发光二极管欧姆接触的合金方法，在步骤d中，进行第二次合金的时间为20分钟。

本发明所述的改善氮化镓基半导体发光二极管欧姆接触的合金方法，在步骤d中，进行第二次合金的时间为8分钟。

本发明的有益效果是，由于本发明的改善氮化镓基半导体发光二极管欧姆接触的合金方法，先后在纯氮的环境中和在含氧气流下进行了两次合金。在保证发光二极管发光效率高、比接触电阻小的同时，还能保证发光二极管的寿命长、抗静电耐高温能力好。

具体实施方式

本发明的改善氮化镓基半导体发光二极管欧姆接触的合金方法的步骤的一种优选实施如下：

a)将做好Ni/Au透明电极的外延片进行表面处理；

b)在流动的纯氮气环境中，将退火炉的温度恒定在550±5℃，合金10～15分钟；

c)取出外延片进行冷却，在外延片的温度达到室温后保持10分钟；整个冷却步骤所需时间为20-60分钟。从而可以稳固步骤b)的合金效果，使得LED的寿命较长。

d)冷却后，在含氧气流下，将退火炉的温度恒定在550±5℃，进行第二次合金5分钟，取出冷却；含氧气流的具体成份为氧和氮，氧氮比例3∶7。

本发明的第二种实施方式为，在步骤d中，进行第二次合金的时间还可以为10分钟，其他步骤与实施例1的相同。

本发明的第三种实施方式为，在步骤d中，进行第二次合金的时间为15分钟，其他步骤与实施例1的相同。

本发明的第四种实施方式为，在步骤d中，进行第二次合金的时间为20分钟，其他步骤与实施例1的相同。

本发明的第五种实施方式为，在步骤d中，进行第二次合金的时间为8分钟，其他步骤与实施例1的相同。