[发明专利]用于P型氮化物发光装置的超薄欧姆接触及其形成方法

说明书

本申请是申请日为2005年7月27日，申请号为200580025279.8，发明名称为“用于P型氮化物发光装置的超薄欧姆接触及其形成方法”的申请的分案申请。

相关专利申请的交叉引用

本申请涉及Raffetto等人于2004年7月27日提交的题为Ultra-Thin Ohmic Contacts for P-Type Nitride Light Emitting Devices的美国临时专利申请No.60/591,353，以及Raffetto等人于2004年12月28日提交的题为Ultra-Thin Ohmic Contacts for P-Type Nitride Light Emitting Devices的美国临时专利申请No.60/639,705，其全部内容于此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及半导体装置，更具体地涉及具有形成于III族氮化物基外延层上的欧姆接触的发光装置。

背景技术

发光二极管和激光二极管是公知的能够在施加足够电压时产生光的固态电子装置。发光二极管和激光二极管通常称为发光装置(LED)。发光装置通常包括形成于外延层内的p-n结，该外延层生长在例如蓝宝石、硅、碳化硅、砷化镓等衬底上。由该LED产生的光的波长分布取决于形成p-n结的材料以及包含该装置的有源区的薄外延层的结构。

通常，LED包含n型衬底、形成于该衬底上的n型外延区以及形成于n型外延区上的p型外延区。为了便于对装置施加电压，阳极欧姆接触形成于该装置的p型区(通常为暴露的p型外延层)上，阴极欧姆接触形成于该装置的n型区(例如衬底或者暴露的n型外延层)上。

由于难以形成导电良好的p型III族氮化物材料(例如GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN和AlInN)，p型层内电流分布的缺乏可能成为这些材料所形成LED性能的限制因素。因此，期望在暴露的p型层尽可能多的表面区域上形成欧姆接触，从而引导电流穿过该装置有源区尽可能大的区域。然而，提供大的阳极接触从某些方面而言对装置性能是有害的。通常期望从发光二极管提取尽可能多的光。由于阳极欧姆接触通常包括金属层，LED有源区内产生的光会在欧姆接触中部分地吸收，降低了该装置的总发光效率。

在一些装置中，可能期望在暴露的p型层上形成反射金属层，使得通常会穿过p型层从装置逃逸的光被反射回到装置内，穿过衬底被提取。然而，例如铝和银的高反射金属并不形成与p型氮化物材料的良好欧姆接触。因此，通常在p型氮化物层和反射体之间提供欧姆接触。降低欧姆接触中的吸收成为这些装置中关心的问题。

因此，需要改善的欧姆接触结构以及在p型氮化物材料上形成欧姆接触结构的方法。

发明概要

根据本发明的实施方案可以提供用于p型氮化物发光装置的超薄欧姆接触和形成方法。根据这些实施方案，半导体基发光装置(LED)可包含p型氮化物层和其上的金属欧姆接触，其中该金属欧姆接触平均厚度约小于比接触电阻率约小于10^-3ohm.cm²。该金属欧姆接触可包括Pt。

在根据本发明的一些实施方案中，该金属欧姆接触平均厚度约小于在根据本发明的一些实施方案中，该金属欧姆接触平均厚度约为到在根据本发明的一些实施方案中，该金属欧姆接触平均厚度约为在根据本发明的一些实施方案中，该金属欧姆接触平均厚度约小于

在根据本发明的一些实施方案中，通过对该金属欧姆接触的俄歇分析测量，该金属欧姆接触覆盖约67％或更少的p型氮化物层。在根据本发明的一些实施方案中，该金属欧姆接触覆盖p型氮化物层的一部分，该p型氮化物层的其余部分未被金属欧姆接触覆盖。

在根据本发明的一些实施方案中，该金属欧姆接触平均厚度约小于在根据本发明的一些实施方案中，通过对该金属欧姆接触的俄歇分析测量，该金属欧姆接触覆盖约47％或更少的p型氮化物层。

在根据本发明的一些实施方案中，在约350nm的测量波长下，该金属欧姆接触的标准化透射率约为92％。在根据本发明的一些实施方案中，该金属欧姆接触覆盖p型氮化物层的一部分，该p型氮化物层的其余部分未被金属欧姆接触覆盖。

在根据本发明的一些实施方案中，该金属欧姆接触平均厚度约小于在根据本发明的一些实施方案中，通过对该金属欧姆接触的俄歇分析测量，该金属欧姆接触覆盖约28％或更少的p型氮化物层。