[发明专利]电流扩散电极、半导体发光器件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体领域，尤其涉及一种电流扩散电极、制备方法及其半导体发光器件。

背景技术

作为宽禁带材料，氮化镓（GaN）、氮化铝镓（GaAlN）、氮化镓铟（InGaN）及氮化镓铝铟（InAlGaN）等Ⅲ族氮化物材料具有高热导率、高介电常数、高电子饱和迁移速率和高化学稳定性等优良特性，这些特性使得此系列材料在短波长发光器件、紫外探测器、大功率微波器件和耐高温度电子器件等方面拥有巨大的应用前景。

由于p型GaN的高掺杂一直无法有效地突破，同时自然界中又找不到一种功函数大于p型GaN功函数（7.5eV）的金属，使得制作低阻p型GaN欧姆接触比较困难。目前，对p型GaN广泛采用的一种Ni/Au欧姆接触在空气或氧气中退火处理后可获得较小的低接触电阻率；但这种传统的p型Ni/Au欧姆接触电极因其低的透光率而使得大部分光子不能逃逸出电极表面，从而影响了发光器件的光输出功率和亮度。

发明内容

本发明的目的是提供一种电流扩散电极，所述电流扩散电极不仅可以有效降低电极与p型氮化物半导体的接触电阻，改善氮化物半导体器件的电学性能，还可以提高氮化物半导体器件的出光效率，提高氮化物半导体器件的光学性能；本发明还提供了该电流扩散电极的制备方法、具有该电流扩散电极的半导体发光器件及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电流扩散电极，所述电流扩散电极包括单晶薄膜层和透明导电薄膜层，所述单晶薄膜层和透明导电薄膜层呈互补排列形成单层复合膜，该单层复合膜可与p型氮化物层接触，所述单晶薄膜层的材料为透明导电氧化物。

本发明还提供一种电流扩散电极的制备方法，所述方法包括以下步骤：

S11、在p型氮化物层上通过MOCVD方法沉积一单晶薄膜层；

S12、在单晶薄膜层上涂覆光刻胶，并进行光刻处理，得到预设的光刻胶图案；

S13、刻蚀去除未被光刻胶保护的单晶薄膜层，得到单晶薄膜层和p型氮化物层互补排列的图案；

S14、在单晶薄膜层和p型氮化物层互补排列的图案上通过低温蒸镀沉积一层透明导电薄膜；

S15、去胶和剥离处理，去除光刻胶和附着于光刻胶上的透明导电薄膜，得到单晶薄膜层和透明导电薄膜层互补排列形成的单层复合膜结构。

本发明还提供一种半导体发光器件，所述半导体发光器件包括：

外延层，所述外延层包括顺序层叠的基底、n型氮化物层、发光层和p型氮化物层；

电流扩散电极，所述电流扩散电极包括单晶薄膜层和透明导电薄膜层，所述单晶薄膜层和透明导电薄膜层呈互补排列形成单层复合膜，该单层复合膜与p型氮化物层接触，所述单晶薄膜层的材料为透明导电氧化物；

所述单层复合膜上形成有半导体发光器件的正电极，所述n型氮化物层上形成有半导体发光器件的负电极。

本发明还提供一种半导体发光器件的制备方法，所述方法包括以下步骤：

S21、生长外延层，所述外延层包括顺序层叠的基底、n型氮化物层、发光层和p型氮化物层；

S22、形成电流扩散电极，所述电流扩散电极包括单晶薄膜层和透明导电薄膜层，所述单晶薄膜层和透明导电薄膜层呈互补排列形成单层复合膜，该单层复合膜与p型氮化物层接触；

S23、在所述单层复合膜上形成半导体发光器件的正电极，所述n型氮化物层上形成半导体发光器件的负电极。

本发明提供的电流扩散电极、半导体发光器件及其制备方法中，所述单晶薄膜层和透明导电薄膜层呈互补排列形成单层复合膜，该单层复合膜可与p型氮化物层接触。所述单层复合膜由两种不同的薄膜层构成，由此两种薄膜层的功函数不同，单晶薄膜层的功函数更接近于p型氮化物的功函数，因此，单晶薄膜层与p型氮化物半导体接触，更容易形成欧姆接触，单晶薄膜层与p型氮化物半导体的接触电阻更低，电流分散更均匀，具有所述电流扩散电极的半导体发光器件的正向电压更低，改善了氮化物半导体器件的电学性能；同时，透明导电薄膜层的透光性好，光穿透率更高，具有所述电流扩散电极的半导体发光器件更亮，出光效率更好，提高了氮化物半导体器件的光学性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电流扩散电极的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的电流扩散电极的制备方法流程示意图。

图3是本发明实施例提供的电流扩散电极的制备方法中沉积单晶薄膜层的示意图。

图4是本发明实施例提供的电流扩散电极的制备方法中涂覆光刻胶并光刻的示意图。