一种紫外LED的P型欧姆反射电极结构及其制备方法

本发明涉及发光二极管领域，尤其是涉及一种紫外led的p型欧姆反射电极结构及其制备方法。

背景技术：

紫外led在杀菌、医疗、印刷、生化检测、高密度的信息储存和保密通讯等领域具有重大应用价值。

目前深紫外led器件采用gan基半导体制成。图1是一个典型的gan基薄膜led结构示意图，其中：100是硅基板，101是键合金属，102是p型欧姆反射电极，103是p型algainn半导体层，104是有源层，105是n型algainn半导体层，106是n面电极。在该结构中，当有源层发出的光射向底部时，p型欧姆反射电极可将光反射回顶部，加上顶部的n型algainn半导体层表面被粗化，破坏了n型algainn半导体层与空气界面的全反射，从而大大提高了出光效率。因此，p型欧姆反射电极对提高gan基led的出光效率具有关键作用。

al是紫外波段反射率最高的金属。但如前所述，欧姆反射电极需做在p面。而al与p型algainn半导体层的功函数相差较大，难以形成良好欧姆接触。因此，解决al与p型algainn半导体层的欧姆接触问题，可大幅提高紫外led的光提取效率。

技术实现要素：

本发明的第一个目的在于提一种同时兼顾高光反射和低欧姆接触的紫外led的p型欧姆反射电极结构。

本发明的第二个目的在于提供一种紫外led的p型欧姆反射电极结构的制备方法。

本发明的第一个目的是这样实现的：

一种紫外led的p型欧姆反射电极结构，特征是：p型欧姆反射电极结构为niox/al，0＜x≤2。

al层的厚度为10nm-300nm。

本发明的第二个目的是这样实现的：

一种紫外led的p型欧姆反射电极结构的制备方法，包括以下步骤：

（1）、提供一暂时衬底，在暂时衬底上依次外延生长n型alingan半导体层、有源区和p型alingan半导体层；

（2）、在p型alingan半导体层上制备p型欧姆反射电极；特征是：

步骤（2）中，先沉积ni层，在含氧氛围中氧化成niox层，再沉积al层。

沉积的ni层厚度为0.5nm-10nm。

含氧氛围为含o2的混合气、含o3的混合气或含氧等离子体中的一种。

由于ni和al的功函数均与p型alxgayin1-x-yn相差较大，直接的ni和al与p型alxgayin1-x-yn均较难形成欧姆接触。本发明的技术方案中，在沉积ni后，先在含氧的氛围中氧化，形成niox，niox是一种p型半导体，在p型alxgayin1-x-yn与al之间可起到过渡作用，降低al与p型alxgayin1-x-yn的接触电阻。

另外，在本发明中ni的厚度和氧化条件也很关键。ni太薄，氧化形成的niox太薄，起不到降低接触电阻的作用；ni太厚，氧化不透，导致ni和p型alxgayin1-x-yn接触的仍为纯ni，影响欧姆接触电阻，另外ni太厚，氧化不透，也影响反射率。

因此，本发明提供的紫外led的niox/alp型欧姆反射电极结构，可以同时兼顾高光反射和低欧姆接触，有助于获得高光效的紫外led。

附图说明

图1是薄膜型gan基led的典型结构示意图，图中：100-支撑基板，101-键合金属，102-p型欧姆反射电极，103-p型algainn半导体层，104-有源层，105-n型algainn半导体层，106-n面电极；

图2是紫外led的外延结构示意图，图中：200-暂时衬底，201-n型algainn半导体层，202-有源层，203-p型algainn半导体层；

图3是紫外led上沉积ni层后的结构示意图，图中：204-ni层；

图4是紫外led上ni层被氧化后的结构示意图，图中：205-niox层；

图5是紫外led的niox上沉积al后的结构示意图，图中：206-al层。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

(1)、首先利用常规的mocvd生长方法制紫外led外延材料，提供一暂时衬底200，暂时衬底的材料为si、sic或al2o3中的一种，在暂时衬底200上依次外延生长n型algainn半导体层201，有源层202（algainn），p型algainn半导体层203，如图2所示；

（2）在p型algainn半导体层201上，用电子束蒸发ni层204，厚度0.5-10nm，如图3所示；

（3）在含o2的气氛下进行退火，温度300-500℃，时间10-120s，将ni层204氧化成niox层205，如图4所示；

（4）在氧化形成的niox层205上，用电子束蒸发al层206，厚度100nm，如图5所示；

至此，紫外led的欧姆反射电极制备完成。

实施例2：

将实施例1中的氧化条件，改为：

在含o3的气氛下进行退火，温度300-500℃，时间10-600s，将ni层204氧化成niox层205；,

其他不变。

实施例3：

将实施例1中的氧化条件，改为：

在含氧等离子体中进行氧化，功率10-500w，时间10-600s，将ni层204氧化成niox层205；

其他不变。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种紫外led的p型欧姆反射电极结构，其特征在于：所述p型欧姆反射电极结构为niox/al，0＜x≤2。

2.根据权利要求1所述的紫外led的p型欧姆反射电极结构，其特征在于：所述al层的厚度为10nm-300nm。

3.一种紫外led的p型欧姆反射电极结构的制备方法，包括以下步骤：

（1）、提供一暂时衬底，在暂时衬底上依次外延生长n型alingan半导体层、有源区和p型alingan半导体层；

（2）、在p型alingan半导体层上制备p型欧姆反射电极；

其特征在于：步骤（2）中，先沉积ni层，在含氧氛围中氧化成niox层，再沉积al层。

4.根据权利要求3所述的紫外led的p型欧姆反射电极结构的制备方法，其特征在于：所述沉积的ni层的厚度为0.5nm-10nm。

5.根据权利要求3所述的紫外led的p型欧姆反射电极结构的制备方法，其特征在于：含氧氛围为含o2的混合气、含o3的混合气或含氧等离子体中的一种。

技术总结
本发明公开了一种紫外LED的P型欧姆反射电极结构及其制备方法，所述P型欧姆反射电极结构采用NiOx/Al。制备方法为：先沉积Ni层，厚度为0.1nm‑10nm；在含氧氛围下进行氧化，使镍氧化成NiOx，降低与P‑AlGaInN的接触电阻；再制备Al层，厚度为10 nm‑300 nm。本发明提出的NiOx/Al P型欧姆反射电极，应用于紫外LED，可以同时兼顾高光反射率和低欧姆接触，有助于获得高光效的紫外LED。

技术研发人员：吴小明;莫春兰;李新华;夏邦美;陈芳;陶喜霞;蒋恺;江风益
受保护的技术使用者：南昌大学;南昌硅基半导体科技有限公司
技术研发日：2020.12.07
技术公布日：2021.04.09