CN100490078C - GaN基III-V主族化合物半导体器件和p型电极 - Google Patents

GaN基III-V主族化合物半导体器件和p型电极 Download PDF

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Abstract

本发明披露p型电极和使用它的III-V主族GaN基化合物半导体器件。该电极包括第一层和第二层，所述第一层位于III-V主族氮化物半导体层之上，并由含溶质的Zn基材料形成；所述第二层层叠在所述第一层之上，并由选自Au、Co、Pd、Pt、Ru、Rh、Ir、Ta、Cr、Mn、Mo、Tc、W、Re、Fe、Sc、Ti、Sn、Ge、Sb、Al、ITO和ZnO中的至少一种形成。该Zn基p型电极具有优选的电性能、光学性能和热性能。

Description

GaN基III-V主族化合物半导体器件和p型电极
技术领域
本发明涉及GaN基III-V主族化合物半导体器件和该半导体器件的p型电极。
背景技术
为利用GaN基化合物半导体实现光学器件，例如发光二极管(LED)和激光二极管(LD)，在半导体层和电极之间形成高质量的欧姆接触(ohmiccontact)十分重要。p型GaN半导体层的欧姆接触层可以是Ni基金属薄层，即由Ni和Au形成的透明金属薄层(请参考美国专利5877558和6008539)。
众所周知，当在O2气氛中退火Ni基薄层时，形成的欧姆接触具有约10-3至10-4Ωcm2的低接触电阻率。当在约500-600℃下在O2气氛中退火该Ni基薄层时，由于其接触电阻率低，在岛形(island-shaped)Au层之间以及在GaN层和Ni层之间的界面处的Au层之上形成氧化镍(NiO)，即p型半导体氧化物，从而降低了肖特基(Schottky)势垒高度(HBT)。因此，当HBT降低时，容易将多数载流子，即空穴供应至GaN层表面附近，因而可增加GaN层表面附近的有效载流子浓度。同时，当使Ni/Au层与p型GaN半导体层接触并退火时，除去了Mg和H之间的金属间复合物(intermetal complex)。这导致了再激活，其增加了p型GaN半导体层的表面内的Mg-波导的浓度(Mg-waveguident concentration)。因此，有效载流子浓度增至1019/cm3或更高，因而在p型GaN半导体层和电极层(即NiO层)之间产生隧穿现象，从而表现出欧姆导电特性。然而，因为Ni/Au薄层不适于用作需要较低欧姆接触电阻的LD，所以需要足够低接触电阻率的新型欧姆接触物质。
发明内容
本发明提供有关GaN基半导体层的欧姆接触金属系统，其具有优选的电性能、光学性能和热性能。
更具体地，本发明提供电极的欧姆接触金属系统，以将GaN基半导体应用到光学器件，所述电极由具有良好电性能、光学性能和热性能的透明薄层形成，这是使用p型GaN基半导体制造金属电极所必需的。
本发明的一个方面提供III-V主族GaN基化合物半导体器件的电极。该电极包括第一层和第二层，其中所述第一层位于III-V主族氮化物半导体层之上，并由含溶质的Zn基材料形成；所述第二层层叠在所述第一层之上，并由选自Au、Co、Pd、Pt、Ru、R、Ir、Ta、Cr、Mn、Mo、Tc、W、Re、Fe、Sc、Ti、Sn、Ge、Sb、Al、ITO、ZITO、ZIO、GIO、ZTO、FTO、AZO、GZO、In4Sn3O12和Zn1-xMgxO(0≤x≤1)中的至少一种形成。
构成所述第一层的Zn基材料可为合金和固溶体之一。
所述Zn基材料可含有选自Ni、Mg、Co、Pd、Pt、Ru、R、Ir、Ta、Cr、Mn、Mo、Tc、W、Re、Fe、Sc、Ti、Sn、Ge、Sb和Ag中的至少一种溶质。
所述电极可还包括中间层，所述中间层插入在所述第一层和所述第二层之间，所述中间层可由选自Co、Pd、Pt、Ru、Rh、Ir、Ta、Cr、Mn、Mo、Tc、W、Re、Fe、Sc、Ti、Sn、Ge和Sb中的至少一种形成。
包含在所述Zn基材料内的溶质量可在约0.1～49.9原子百分比的范围内。所述第一层和所述第二层的各层具有约0.1～100nm的厚度.
本发明的另一方面提供III-V主族GaN基化合物半导体器件，例如激光二极管(LD)或发光二极管(LED)，所述半导体器件由GaN和AlxInyGazN(0<x+y+z<1)之一形成。
若要形成p型GaN基半导体层(以下简称，p型半导体层)的高质量欧姆接触，则p型半导体层的载流子浓度应为约1×1017/cm3或更高。
同样，若要形成p型半导体层的欧姆接触，则在p型半导体层中使用在与N反应之前与Ga反应的金属。因此，p型半导体层中的Ga与金属反应，因而在p型半导体层的表面生成Ga空位。由于Ga空位起着p型掺杂剂的作用，所以p型半导体层的表面的p型载流子有效浓度得以增加。此外，为降低肖特基势垒，III-V主族GaN基化合物半导体器件需要金属物质；该金属物质减少了Ga2O3层，Ga2O3层是剩余在p型半导体层上的原生氧化层。Ga2O3层可作为电极物质和p型半导体层之间的界面处，载流子流动的障碍(barrier)。在这种情况下，可在电极物质和p型半导体层的之间的界面处发生隧穿导电现象。
在本发明中，通过沉积Zn基合金或Zn基固溶体而形成的p型电极由金属物质形成，其具有优越的氧化活性以还原原生氧化层以及在p型半导体层内起到p型掺杂剂的作用以增加p型半导体层表面附近的有效空穴浓度。同样，因为在空气中或者在含O2气氛中退火获得的ZnO和添加到Zn基电极物质的溶质氧化物与GaN具有相同的功函，所以当它们接触p型GaN时，可降低肖特基势垒高度(HBT)，从而提高了欧姆接触的特性。
诸如LD或LED的半导体器件的最上电极层应由Au或Ag形成，其可防止在高温(约300-600℃)半导体制造过程中的表面降解，抵抗氧化作用，以及具有良好的引线结合(wire bonding)特性和高透明度。
本发明中，Zn基电极物质是光学透明的。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示例性实施方案，本发明的上述和其他特征以及优点将更加显而易见，其中：
图1A是本发明一个实施方案的GaN基III-V主族化合物半导体发光二极管(LED)的截面示意图；
图1B是本发明另一实施方案的GaN基III-V主族化合物半导体激光二极管(LD)的截面示意图；
图2A是本发明一个实施方案的GaN基III-V主族化合物半导体器件的p型电极的截面示意图；
图2B是本发明另一实施方案的GaN基III-V主族化合物半导体器件的p型电极的截面示意图；
图3显示p型电极电性能的测量结果，所述p型电极是通过在p型GaN半导体基底上沉积Ni-Zn合金或固溶体/Au，以及在空气气氛中退火生成的结构而形成的，所述基底具有约4-5×1017/cm3的载流子浓度，其中(a)是指所沉积的非线性电流-电压(I-V)特性，以及(b)是指沉积后在约550℃下在空气气氛中退火1分钟的线性I-V特性；
图4显示p型电极电性能的测量结果，所述p型电极是通过在p型GaN半导体基底上沉积Ni-Zn合金或固溶体/Ni/Au，以及在空气气氛中退火生成的结构而形成的，所述基底具有约4-5×1017/cm3的载流子浓度，其中(a)是指所沉积的非线性I-V特性，以及(b)、(c)和(d)分别是指在约350、450和550℃下在空气气氛中退火1分钟的线性I-V特性；
图5显示x射线光电子光谱(XPS)深度曲线的结果，曲线分别为当在p型GaN基底上沉积Ni-Zn合金或固溶体/Au时以及当在空气气氛中退火生成的结构时所获得的，其中(a)是指所沉积的结果，以及(b)、(c)和(d)分别是指在约350、450和550℃下在空气气氛中退火1分钟的结果；
图6显示绿色InGaN LED的p型电极的I-V特性的测量结果，所述p型电极分别是通过沉积常规的Ni/Au和Zn-Ni合金或固溶体/Au，以及在空气气氛中退火生成的结构所获得的，其中，(a)是指Ni/Au结构的结果，以及(b)是指Zn-Ni合金或固溶体/Au结构的结果；
图7显示绿光InGaN LED的p型电极的I-V特性的测量结果，所述p型电极是通过沉积Zn-Ni合金或固溶体/Ni/Au以及在空气气氛中退火生成的结构所获得的；
图8显示p型电极的光透射率的测量结果，所述p型电极分别是通过在用于高温的石英上沉积常规的Ni/Au层和Zn-Ni合金或固溶体/Au，以及退火生成的结果所获得的；
图9显示p型电极电性能的测量结果，所述p型电极是通过在p型半导体基底上沉积Zn-Mg合金或固溶体/Au层，以及在空气气氛中退火生成的结构所获得的，所述基底具有约4-5×1017/cm3的载流子浓度，其中(a)是指所沉积的非线性I-V特性，以及(b)是所退火的线性I-V特性；以及
图10显示用于绿光InGaN LED的p型电极物质的I-V特性的测量结果，所述p型电极是通过沉积Zn-Mg合金或固溶体/Au，以及在空气气氛中退火生成的结构所获得的。
具体实施方式
以下将参考附图，更完整地描述本发明。附图显示了本发明示例性地实施方案。在这些附图中，为清楚解释本发明，对层和区域地厚度和尺寸进行了放大。
图1A是本发明一个实施方案的GaN基III-V主族半导体发光二极管(LED)的截面示意图。
n-型III-V主族氮化物半导体叠层(stack layer)2形成在绝缘基底，如蓝宝石基底上，p型化合物半导体叠层3形成在它们之上。
p型电极4形成在所述p型化合物半导体叠层3之上。所述p型电极4是包括Zn基电极层的多层。用于电联结的结合片(bonding pad)5形成在所述p型电极4之上。以下将更详细地描述p型电极4。根据本发明另一实施方案，LED可包括不同与上述的层叠结构(stack structure)，但是特征在于包括位于p型半导体层上的p型电极4。
图1B是本发明另一实施方案的GaN基III-V主族化合物半导体激光二极管(LD)的截面示意图。
参考图1B，n-GaN下接触层12层叠在蓝宝石基底11之上。多层半导体层位于所述下接触层12之上，并形成了台式结构(mesa structure)。也就是说，n-GaN/AlGaN下覆盖层(clad layer)13、n-GaN下导波层(waveguidelayer)14、InGaN活性层15、p-GaN上导波层16和p-GaN/AlGaN上覆盖层17顺次层叠在n-GaN下接触层12之上。此处，所述n-GaN/AlGaN下覆盖层13和p-GaN/AlGaN上覆盖层17的折射率比n-GaN下导波层14和p-GaN上导波层16的折射率低，以及所述n-GaN下导波层14和p-GaN上导波层16的折射率比InGaN活性层15的折射率低。在所述台式结构中，具有预定宽度的突脊(protruding ridge)17a形成在p-GaN/AlGaN上覆盖层17的顶部表面中心，以提供脊导波结构(ridge wave guide structure)，且p-GaN上接触层18形成在脊17a的顶部之上。沉没层(buried layer)19形成在所述p-GaN上接触层18之上。所述沉没层19具有接触孔19a并且起到钝化层的作用。所述沉没层19的接触孔19a对应于形成在所述脊17a顶部之上的上接触层18的顶部，以及所述接触孔19a的外部与所述上接触层18的顶部表面的外部重合。
P型电极20形成在所述沉没层19之上。所述p型电极20是包括Zn基材料层的多层。所述p型电极20通过形成在沉没层19内的接触孔19a与上接触层18接触。n-型电极21形成在阶梯部分，而该阶梯部分形成在所述下接触层12的一侧。所述上覆盖层17之上的脊导波结构限制了施加到所述活性层15上的电流。因此，限制了共振区域(resonance region)的宽度，以稳定横向方式特性并减少了操作电流。
为制造典型的N-基半导体激光器件，多层GaN基半导体层形成在蓝宝石基底之上，通过使用干蚀刻，形成对应于电流施加区域的脊，以及台式结构形成在n-GaN下接触层之上，以暴露所述n-GaN下接触层并且形成了共振表面。该台式结构排列在基底，如蓝宝石基底之上，且最终使用刻绘(scribing)分隔成单元器件。
图2A和2B是本发明实施方案的GaN基III-V主族化合物半导体器件的p型电极的截面示意图。
参考图2A，本发明的各个p型电极4和12包括第一电极层41和第二电极层42。所述第一电极层41由Zn基材料形成，且与III-V主族GaN基化合物半导体层接触。所述第二电极层42位于所述第一电极层41之上，并由，例如金属或者透明氧化物导电物质形成，而结合片形成在该透明氧化物导电物质上。
形成所述第一电极层41的Zn基材料是Zn基合金或Zn基固溶体。所述Zn基材料含有选自Ni、Mg、Co、Pd、Pt、Ru、Rh、Ir、Ta、Cr、Mn、Mo、Tc、W、Re、Fe、Sc、Ti、Sn、Ge、Sb和Ag中的至少一种溶质。
所述第二电极层42是金属层或透明导电氧化物(transparent conductiveoxide，TCO)层。此处，所述金属层可由Au、Co、Pd、Pt、Ru、Rh、Ir、Ta、Cr、Mn、Mo、Tc、W、Re、Fe、Sc、Ti、Sn、Ge、Sb、Al形成。所述TCO层可由氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)、锌掺杂的氧化铟锡(ZITO)、氧化铟锌(ZIO)、氧化铟镓(GlO)、氧化锡锌(ZTO)、氟掺杂的氧化锡(FTO)、铝掺杂的氧化锌(AZO)、镓掺杂的氧化锌(GZO)、In4Sn3O12或氧化镁锌(Zn1-xMgxO，0≤x≤1)。例如，所述氧化层可为Zn2In2O5层、GaInO3层、ZnSnO3层、F掺杂的SnO2层、Al掺杂的ZnO层、Ga-掺杂的ZnO层、MgO层或ZnO层。
图2B是本发明另一实施方案的p型电极的截面图，其中中间层43插入在所述第一电极层41和所述第二电极层42之间。
参考图2B，所述中间层43插入在所述第一电极层41和第二电极层42之间。所述中间层42由选自Co、Pd、Pt、Ru、Rh、Ir、Ta、Cr、Mn、Mo、Tc、W、Re、Fe、Sc、Ti、Sn、Ge和Sb中的至少一种形成。
在如图2A和2B所示的III-V主族GaN基化合物半导体的p型电极4和20中，构成所述第一电极层的Zn基材料内含有的溶质的量可在约0.1～49.9原子百分比的范围内。同样，所述第一电极层41、所述第二电极层42和所述中间层43的各层可具有约0.1～100nm的厚度。
将在下文中详细介绍由透明Zn基材料形成的LED或LD的p型电极4或20的欧姆特性。
图3显示p型电极电性能的测量结果，所述p型电极是通过在p型GaN半导体基底上沉积Ni-Zn合金或固溶体/Au，以及在空气气氛中退火生成的结构而形成的，所述基底具有约4-5×1017/cm3的载流子浓度。其中(a)是指所沉积的非线性电流-电压(I-V)特性，以及(b)是指沉积后在约550℃下在空气气氛中退火1分钟的线性I-V特性，该图表现出了欧姆接触且生成约10-6Ωcm2的接触电阻率。
图4显示p型电极电性能的测量结果，所述p型电极是通过在p型GaN半导体基底上沉积Ni-Zn合金或固溶体/Ni/Au，以及在约350-550℃的温度下在空气气氛中退火生成的结构而形成的，所述基底具有约4-5×1017/cm3的载流子浓度。其中(a)是指所沉积的非线性I-V特性，其表现出整流行为，而(b)、(c)和(d)是指退火的线性I-V特性，各曲线表现出欧姆接触且生成约10-5-10-6Ωcm2的接触电阻率。
图5显示x射线光电子光谱(XPS)深度曲线的结果，曲线分别为当在p型GaN基底上沉积Ni-Zn合金或固溶体/Au时以及当在空气气氛中退火生成的结构时所获得的。从(b)中可知，当在空气气氛中退火时，将氧供应至p型电极，以产生相变，即分别从Zn变成ZnO以及从Ni变成NiO。同样，因为Ni和Au扩散至p型电极内，且直接与p型半导体层接触，从而形成了高质量的欧姆接触。
图6分别显示绿色InGaN LED的p型电极的I-V特性的测量结果，所述p型电极分别是通过沉积Ni/Au和Zn-Ni合金或固溶体/Au，以及在空气气氛中退火生成的结构所获得的。在20mA的电流下，Ni/Au层和Zn-Ni合金或固溶体/Au层分别具有约3.65V和3.34V的驱动电压。
图7显示绿光InGaN LED的p型电极的I-V特性的测量结果，所述p型电极是通过沉积Zn-Ni合金或固溶体/Ni/Au以及在空气气氛中退火生成的结构所获得的。如在使用Zn基合金或固溶体的其他欧姆接触金属系统中所获得的一样，在20mA电流下，Zn-Ni合金或固溶体/Ni/Au层具有约3.4V的良好驱动电压。
图8显示p型电极的光透射率的测量结果，所述p型电极分别是通过在用于高温的石英上沉积常规的Ni/Au层和Zn-Ni合金或固溶体/Au，以及退火生成的结果所获得的。从结果中可知，由Zn基合金或固溶体形成的欧姆系统具有与Ni/Au层的光透射率同样高的光透射率。
图9显示p型电极电性能的测量结果，所述p型电极是通过在p型半导体基底上沉积Zn-Mg合金或固溶体/Au层，以及在空气气氛中退火生成的结构所获得的，所述基底具有约4-5×1017/cm3的载流子浓度。其中(a)是指所沉积的非线性I-V特性，其表现出整流行为；以及(b)是所退火的线性I-V特性，其表现出欧姆接触且生成约10-5Ωcm2的接触电阻率。
图10显示用于绿光InGaN LED的p型电极物质的I-V特性的测量结果，所述p型电极是通过沉积Zn-Mg合金或固溶体/Au，以及在空气气氛中退火生成的结构所获得的。当形成的Zn-Mg合金或固溶体和Au层的厚度分别为8nm或小于8nm或更小时，在20mA的电流下，它们具有约3.5V的良好驱动电压。
以下，将描述本发明实施方案的p型电极的制造方法。
实施方案1
在操作1中，开始时，在60℃下，于超声浴中分别用三氯乙烯(TCE)、丙酮、甲醇、甲醇和蒸馏水洗涤试样的表面，每次洗涤5分钟；在所述试样中，包括p型半导体层的GaN基半导体结晶层形成在基底之上。然后，在100℃下，硬焙烘(hard bake)生成的结构10分钟，以从该试样中除去湿气。
在操作2中，以4500RPM的速率将光刻胶(photoresist)层旋涂在所述p-type化合物半导体层之上，并且在85℃下，软焙烘生成的结构15分钟。
在操作3中，为显影掩膜图案，使用掩膜调整该试样，使其暴露在22.8mW的紫外线(UV)中，然后将其浸入含1:4比率的显影溶液和蒸馏水的混合溶液中25秒。
在操作4中，将显影的试样浸入缓冲氧化物蚀刻剂(BOE)溶液中5分钟，以从试样中除去残余的污染物。
在操作5中，使用电子束(e-beam)蒸发器，在生成结构的整个表面上沉积本发明的Zn基电极物质(5nm)/Au(5nm)，以及使用丙酮进行剥离(lift-off)以对电极形成图案。
在操作6中，将该试样装入快速热退火(RTA)的炉中以及在约550℃下在空气气氛中退火1分钟。结果是，通过利用欧姆接触的形成，在位于基底之上的p型半导体层的表面上形成了透明电极。
实施方案2
在操作1′中，以相同的方式进行实施方案1的操作1～4。
在操作2′中，使用电子束蒸发器，在生成结构的整个表面上沉积本发明的Zn-Ni合金(10nm)/Au(10nm)，以及使用丙酮进行剥离以对电极形成图案。
在操作3′中，将该试样装入RTA的炉中以及在约350-550℃下在空气气氛中退火1分钟。结果是，在位于基底之上的p型半导体层的表面上形成了透明电极。
实施方案3
在操作1＂中，以相同的方式进行实施方案1的操作1-4。
在操作2＂中，使用电子束蒸发器，在生成结构的整个表面上沉积本发明的Zn-Ni合金(3nm)/Ni(2nm)/Au(5nm)，以及使用丙酮进行剥离以对电极形成图案。
在操作3＂中，将该试样装入RTA的炉中以及在约350-550℃下在空气气氛中退火1分钟。结果是，在位于基底之上的p型半导体层的表面上形成了透明电极。
如上所述，本发明提供了欧姆电极的形成方法，该方法是提高使用p型GaN基半导体的LED和LD的商业实用性的最重要技术之一。因此，GaN基半导体变得极具有商业实用性。同样，因为在形成欧姆接触的过程中电极的表面处于十分良好的状况中，所以期望在器件封装过程中提高引线结合能力，从而提高产率。而且，由于具有优选的电性能，如低接触电阻率和良好的I-V特性，所以减少了电损失，因而也能改进光学效应。因此，GaN基半导体有助于LED和LD的发展。特别是，实施方案2被认为可用于实现高质量的倒装片(flip-chip)LED，该倒装片LED的发光效率比常规的顶发射LED的发光效率高的多。
欧姆接触特性被认为是由p型GaN基半导体形成的LED和LD中产生的等幅波型(continuous wave mode)的基本问题之一，该特性极大地影响了LED和LD的电性能、光学性能和热性能。考虑到上述因素，本发明利用了在p型欧姆接触模型中从未报道过的Zn基合金或固溶体，以及提供了高质量的欧姆接触金属系统，该系统具有比常规情况更好的电性能以及与典型的Ni/Au结构一样高的光透射率。
尽管已经参考本发明示例性的实施方案具体地显示和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应当理解：在不偏离本发明权利要求所限定的范围内，可对本发明进行形式变换和细节变换。

Claims (16)

1.III-V主族GaN基化合物半导体器件的电极，所述电极包括：
第一层，所述第一层位于III-V主族氮化物半导体层之上，并由含溶质的Zn基材料形成，其中包含在所述Zn基材料内的溶质量在0.1～49.9原子百分比的范围内；
第二层，所述第二层层叠在所述第一层之上，并由选自Co、Ir、Ta、Cr、Mn、Mo、Tc、W、Re、Fe、Sc、Sn、Ge、Sb、Al、ITO、ZITO、ZIO、GIO、ZTO、FTO、AZO、GZO、In4Sn3O12和Zn1-xMgxO中的至少一种形成，其中0≤x≤1；及
位于所述第一层和第二层之间的中间层，该中间层由选自Co、Pd、Pt、Ru、Rh、Ir、Ta、Cr、Mn、Mo、Tc、W、Re、Fe、Sc、Ti、Sn、Ge和Sb中的至少一种形成，其中该中间层与所述第一层和第二层接触。
2.如权利要求1所述的电极，其中构成所述第一层的Zn基材料是合金和固溶体之一。
3.如权利要求1所述的电极，其中所述Zn基材料含有选自Ni、Mg、Co、Pd、Pt、Ru、Rh、Ir、Ta、Cr、Mn、Mo、Tc、W、Re、Fe、Sc、Ti、Sn、Ge、Sb和Ag中的至少一种溶质。
4.如权利要求1所述的电极，其中所述第一层和所述第二层各自具有0.1～100nm的厚度。
5.如权利要求2所述的电极，其中所述第一层、所述第二层与所述中间层各自具有0.1～100nm的厚度。
6.如权利要求3所述的电极，其中所述第一层、所述第二层与所述中间层各自具有0.1～100nm的厚度。
7.如权利要求1所述的电极，其中所述III-V主族氮化物半导体层由GaN和AlxInyGazN之一形成，其中0<x+y+z<1。
8.如权利要求1所述的电极，其中所述第一层和所述第二层各自在至少含O2的气氛中退火。
9.III-V主族GaN基化合物半导体器件，其包括：
GaN基化合物半导体层，其是通过层叠多层而形成的，且包括用于发射的活性层；
p型半导体层，其位于所述GaN基化合物半导体层之上；以及
p型电极层，其位于所述p型半导体层之上；
其中所述p型电极层包括：
第一层，所述第一层位于所述p型半导体层之上，并由含溶质的Zn基材料形成，其中包含在所述Zn基材料内的溶质量在0.1～49.9原子百分比的范围内；
第二层，所述第二层层叠在所述第一层之上，并由选自Co、Ir、Ta、Cr、Mn、Mo、Tc、W、Re、Fe、Sc、Sn、Ge、Sb、Al、ITO、ZITO、ZIO、GIO、ZTO、FTO、AZO、GZO、In4Sn3O12和Zn1-xMgxO中的至少一种形成，其中0≤x≤1；及
位于所述第一层和第二层之间的中间层，该中间层由选自Co、Pd、Pt、Ru、Rh、Ir、Ta、Cr、Mn、Mo、Tc、W、Re、Fe、Sc、Ti、Sn、Ge和Sb中的至少一种形成，其中所述第一层的至少大部分表面积与III-V主族氮化物半导体层的至少大部分面积相接触。
10.如权利要求9所述的器件，其中构成所述第一层的Zn基材料是合金和固溶体之一。
11.如权利要求9所述的器件，其中所述Zn基材料含有选自Ni、Mg、Co、Pd、Pt、Ru、Rh、Ir、Ta、Cr、Mn、Mo、Tc、W、Re、Fe、Sc、Ti、Sn、Ge、Sb和Ag中的至少一种溶质。
12.如权利要求9所述的器件，其中所述第一层与所述第二层的各层具有0.1～100nm的厚度。
13.如权利要求10所述的器件，其中所述第一层、所述第二层与所述中间层的各层具有0.1～100nm的厚度。
14.如权利要求11所述的器件，其中所述第一层、所述第二层与所述中间层的各层具有0.1～100nm的厚度。
15.如权利要求9所述的器件，其中所述III-V主族氮化物半导体层的至少部分由GaN和AlxInyGazN之一形成，其中0<x+y+z<1。
16.如权利要求9所述的器件，其中所述p型电极层在至少含O2的气氛中退火。
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