CN101351898A - Ⅲ族氮化物类发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种III族氮化物类发光二极管。所述III族氮化物类发光二极管包括：基底；n型氮化物类覆层，形成在基底上；氮化物类有源层，形成在n型氮化物类覆层上；p型氮化物类覆层，形成在氮化物类有源层上；p型多层欧姆接触层，形成在p型氮化物类覆层上，并包含热分解氮化物。通过将氮(N)与从由镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)组成的组中选出的至少一种金属组分结合来获得所述热分解氮化物。在III族氮化物类发光装置的p型氮化物覆层的界面提高欧姆接触特性，从而改善电流－电压特性。此外，由于改善了透明电极的透光率，所以也改善了III族氮化物类发光装置的发光效率和亮度。
Description
技术领域
本发明涉及一种III族氮化物类发光装置。更具体地讲，本发明涉及一种III族氮化物类发光装置，该装置能够提高发光效率并延长半导体装置的寿命。
背景技术
为了实现发光装置，例如，利用III族氮化物类化合物半导体(包括GaN半导体)的发光二极管或激光二极管，设置在半导体和电极片(electrode pad)之间的欧姆接触电极的结构和特性非常重要。
一种当前可用的氮化物类发光装置形成在绝缘的蓝宝石(Al2O3)基底上。形成在绝缘蓝宝石基底上的III族氮化物类发光二极管被分为顶部发射型发光二极管和倒装芯片型发光二极管。
III族氮化物类顶部发射型发光二极管穿过透明的p型欧姆接触电极层输出从氮化物类有源层(active layer)产生的光，所述p型欧姆接触电极层与p型氮化物类覆层(cladding layer)接触。
此外，顶部发射型发光二极管具有来源于低空穴载流子密度值为1018/cm3的p型氮化物类覆层的特性的不良的电学特性，例如不良的电流注入和电流扩散。近来，在p型氮化物类覆层上形成具有欧姆接触特性和良好导电性的透明的电流扩散层，以解决氮化物类发光二极管的问题。
通常，半透明导电薄膜被广泛地用作氮化物类顶部发射型发光二极管中的具有p型欧姆接触特性的电流扩散层。通过将诸如镍(Ni)的普通金属与诸如金(Au)的贵金属结合，然后在具有预定温度的气体气氛下对金属进行热处理，来获得这种半透明导电薄膜。
当半透明导电薄膜被热处理时，可形成低比接触欧姆电阻值为10-3Ω/cm2至10-4Ω/cm2的优选p型欧姆接触电极。然而，该p型欧姆接触电极在460nm的蓝光频带中具有小于80％的低透光率。因为具有低透光率的p型电流扩散层吸收了大部分从氮化物类发光二极管产生的光，所以p型电流扩散层不适于具有大容量、大面积和高亮度的氮化物类发光二极管。
图1是示出了采用了反射欧姆接触层的传统倒装芯片型氮化物类发光二极管的剖视图，其中，所述反射欧姆接触层包括形成在p型氮化物类覆层上的反射金属层。
参照图1，传统的倒装芯片型氮化物类发光二极管包括基底110，在基底100上顺序地堆叠氮化物类缓冲层120、n型氮化物类覆层130、多量子阱氮化物类有源层140、p型氮化物类覆层150和p型反射欧姆接触层160。p型反射欧姆接触层160连接到p型电极片170，n型氮化物类覆层130连接到n型电极片180。
p型反射欧姆接触层160使用包含具有良好的反光特性的铝(Al)、银(Ag)或铑(Rh)的高反射电极材料。由于上述高反射电极材料具有高反射率，所以p型反射欧姆接触层160暂时性地提供高外量子效率(EQE)。然而，因为高反射电极材料具有低功函数值并且在热处理工艺过程中在界面产生新相的氮化物，所以相对于p型氮化物类覆层150，p型反射欧姆接触层160具有不良的欧姆接触特性，并且p型反射欧姆接触层160表现出不良的机械粘附和不良的热稳定性，使得半导体装置的寿命缩短并降低其生产率。
即，当在p型氮化物类半导体上沉积具有低功函值并在热处理工艺期间产生新相氮化物的铝反射金属时，在两种材料之间的界面处形成导致严重压降的肖特基接触(schottky contect)，而不是具有低比欧姆接触值的欧姆接触，使得很少采用铝反射金属作为p型反射欧姆接触层。与铝金属不同，银金属相对于p型氮化物类半导体形成欧姆接触。然而，由于银金属表现出热不稳定性、相对于氮化物类半导体不良的机械粘附以及大泄漏电流，所以银金属没有被广泛应用。
为了解决上述问题，积极地研究并开发了表现出低比接触电阻值和高反射率的p型反射欧姆接触层。
图2是示出了采用了反射欧姆接触层的传统倒装芯片型氮化物类发光二极管的剖视图，其中，所述反射欧姆接触层包括形成在p型氮化物类覆层上的导电薄膜。
参照图2，为了提高反射金属层260b和p型氮化物类覆层250之间的界面特性，在沉积厚反射金属层之前，在p型氮化物类覆层250上形成薄半透明金属或透明金属氧化物层260a，作为p型反射欧姆接触层260。具有薄半透明金属或透明金属氧化物的p型反射欧姆接触层260能改善电学特性，例如欧姆接触特性，然而控制倒装芯片型发光二极管的光学性能的反射欧姆接触层具有低的光反射率，使得p型反射欧姆接触层260具有低EQE。
例如，如图2所示，Mensz等人在文献(electronics letters 33(24)pp.2066)中提出包括镍(Ni)/铝(Al)或镍(Ni)/银(Ag)的双层结构。然而，镍(Ni)/铝(Al)的电极结构不会构成相对于p型氮化物类覆层的优选欧姆接触，并且虽然镍(Ni)/银(Ag)的电极结构可形成相对于p型氮化物类覆层的优选的欧姆接触，但是该电极结构由于插入其中的镍金属而表现出低反射率，导致低EQE。近来，Michael R.Krames等人已经提出了多层p型反射欧姆接触结构，该结构包括镍(Ni)/银(Ag)或金(Au)/氧化镍(NiOx)/铝(Al)(US 2002/0171087A1)。然而，这种多层p型反射欧姆接触结构会在多层的p型反射欧姆接触结构和p型氮化物类覆层之间的界面处导致漫反射，从而降低EQE。
此外，近来，文献[T.Margalith et al.，Appl.Phys.Lett.Vol 74.p3930(1999)]公开了使用透明导电氧化物(例如氧化铟锡(ITO))来解决顶部发射型和倒装芯片型发光二极管的问题，其中，与应用镍-金结构作为传统的p型多层欧姆接触层的透光率相比，所述透明导电氧化物具有良好的透光率。文献(Solid-StateElectronics vol.47.p849)示出了与应用传统的镍-金结构的顶部发射型发光二极管(TELED)的输出功率相比，应用ITO欧姆接触层的TELED表现出改善的输出功率。
然而，虽然应用上述ITO欧姆接触层的欧姆接触层提高了发光二极管的输出功率，但是该欧姆接触层表现出相对较高的操作电压。这是因为与p型氮化物类半导体相比，该欧姆接触层具有相对低的功函值。因此，在p型氮化物类覆层和ITO欧姆接触层之间的界面处形成高肖特基势垒，使得难以实现载流子注入，从而产生大量热并缩短半导体装置的寿命。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的在于提供一种能够在延长半导体装置的寿命的同时改善发光效率的III族氮化物类发光二极管。
技术方案
在本发明的一方面中，III族氮化物类发光二极管包括：基底；n型氮化物类覆层，形成在基底上；氮化物类有源层，形成在n型氮化物类覆层上；p型氮化物类覆层，形成在氮化物类有源层上；p型多层欧姆接触层，形成在p型氮化物类覆层上。
p型多层欧姆接触层包含热分解氮化物。通过将氮(N)与从由镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)组成的组中选出的至少一种金属组分结合来获得热分解氮化物。
为了改善相对于p型氮化物类覆层的欧姆接触，p型多层欧姆接触层包含从由金属、基于所述金属的合金/固溶体、导电氧化物、透明导电氧化物(TCO)、透明导电氮化物(TCN)和透明导电氮氧化物(TCON)组成的组中选出的至少一种。
所述基底包含绝缘材料，其中，在基底和n型氮化物类覆层之间顺序地堆叠低温成核层和氮化物类缓冲层，在p型多层欧姆接触层上形成p型电极片，在n型氮化物类覆层上形成n型电极片。
所述基底包含导电材料，其中，在基底和n型氮化物类覆层之间顺序地堆叠低温成核层和氮化物类缓冲层，在p型多层欧姆接触层上形成p型电极片，在基底上形成n型电极片。
p型多层欧姆接触层包括形成在p型氮化物类覆层上的欧姆改性层和在欧姆改性层上形成的反射金属层。
所述欧姆改性层包含透明导电氮氧化物(TCON)和热分解氮化物中的任意一种。TCON包括与氧(O)和氮(N)结合的从由铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、镉(Cd)、镓(Ga)、铝(Al)、镁(Mg)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)和钯(Pd)组成的组中选择的至少一种。所述TCON还包括金属掺杂剂，其中，将0.001wt.％至20wt.％的金属掺杂剂添加到TCON。
反射金属层包含从由铝(Al)、银(Ag)、铑(Rh)、钯(Pd)、镍(Ni)、金(Au)和铂(Pt)组成的组中选出的至少一种。
p型多层欧姆接触层还包括插入到欧姆改性层和反射金属层之间的插入层，所述插入层包含从由金属、基于所述金属的合金/固溶体、导电氧化物、透明导电氧化物(TCO)和透明导电氮化物(TCN)组成的组中选出的至少一种。
在本发明的另一方面中，一种III族氮化物类半导体装置包括：基底；p型氮化物类覆层，形成在基底上；氮化物类有源层，形成在p型氮化物类覆层上；n型氮化物类覆层，形成在氮化物类有源层上；至少一个热分解氮化物类导电层，形成在n型氮化物类覆层上。
热分解氮化物导电层是透明多层n型肖特基接触层，其包含从由镍氮化物(Ni-N)、铜氮化物(Cu-N)、锌氮化物(Zn-N)、铟氮化物(In-N)和锡氮化物(Sn-N)组成的组中选出的至少一种。
所述热分解氮化物导电层是透明多层n型肖特基接触层，其包含与包含从由镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)组成的组中选出的至少两种的合金结合的氮化物。
为了改善在n型氮化物类覆层的界面处的肖特基接触，所述透明多层n型肖特基接触层包含从由金属、基于所述金属的合金/固溶体、导电氧化物、透明导电氧化物(TCO)、透明导电氮化物(TCN)和透明导电氮氧化物(TCON)组成的组中选出的至少一种。
热分解氮化物导电层是透明多层n型欧姆接触层，其包含从由镍氮化物(Ni-N)、铜氮化物(Cu-N)、锌氮化物(Zn-N)、铟氮化物(In-N)和锡氮化物(Sn-N)组成的组中选出的至少一种。
热分解氮化物导电层是透明多层n型欧姆接触层，其包含与包含从由镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)组成的组中选出的至少两种的合金结合的氮化物。
有利效果
如上所述，使用具有p型氮化物类欧姆电极特性的热分解氮化物作为III族氮化物类发光二极管的p型欧姆电极。
因此，可在p型欧姆电极和p型氮化物类覆层之间的界面处改善欧姆接触特性，使得能够实现良好的电流-电压特性。此外，可改善透明电极的透光率，从而能够提高III族氮化物类发光装置的发光效率和亮度。
附图说明
图1是示出了应用了反射欧姆接触层的传统倒装芯片型氮化物类发光二极管的剖视图，其中，所述反射欧姆接触层包括形成在p型氮化物类覆层上的反射金属层；
图2是示出了应用了反射欧姆接触层的传统倒装芯片型氮化物类发光二极管的剖视图，其中，所述反射欧姆接触层包括形成在p型氮化物类覆层上的导电薄膜；
图3和图4是示出了根据本发明第一实施例的应用了p型多层欧姆接触电极结构的发光装置的剖视图；
图5和图6是示出了根据本发明第二实施例的应用了p型多层欧姆接触电极结构的发光装置的剖视图；
图7至图10是示出了根据本发明第一和第二实施例的在p型氮化物类覆层上形成的各种p型多层欧姆接触层的剖视图；
图11至图14是示出了根据本发明第一个第二实施例的在p型氮化物类覆层上形成的另一p型多层欧姆接触层的剖视图；
图15是示出了根据本发明第三实施例的应用了欧姆改性层的倒装芯片型氮化物类发光装置的剖视图；
图16是示出了根据本发明第四实施例的应用了欧姆改性层的倒装芯片型氮化物类发光装置的剖视图；
图17是示出了根据本发明第五实施例的应用了欧姆改性层的倒装芯片型氮化物类发光装置的剖视图；
图18是示出了根据本发明第六实施例的应用了p型多层反射欧姆接触层的倒装芯片型氮化物类发光装置的剖视图；
图19和图20是示出了根据本发明第七实施例的应用了肖特基接触层的n型透明多层肖特基接触电极结构的剖视图；
图21和图22是示出了根据本发明第八实施例的应用了欧姆接触层的n型透明多层欧姆接触电极结构的剖视图；
图23至图26是示出了根据本发明第七和第八实施例的形成在n型氮化物类覆层上的各种n型透明多层肖特基/欧姆接触电极的剖视图；
图27至图30是示出了根据本发明第七和第八实施例的形成在n型氮化物类覆层上的另一n型透明多层肖特基/欧姆接触电极的剖视图；
图31和图32是示出了根据本发明示例性实施例的包括有形成在n型氮化物类覆层上的n型透明多层欧姆接触层的III族氮化物类发光装置的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的示例性实施例。具有相同的结构和功能的元件可具有相同的标号。
图3和图4是示出了根据本发明第一实施例的应用了p型多层欧姆接触电极结构的发光装置的剖视图。
具体地讲，图3示出了应用了包含有蓝宝石(Al2O3)的绝缘生长基底10的III族氮化物类顶部发射型发光二极管(TELED)，图4示出了应用了具有导电材料层的导电基底10的III族氮化物类顶部发射型发光二极管(TELED)，所述导电材料层包含碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、硅(Si)、砷化镓(GaAs)、金属(例如铜(Cu)、镍(Ni)或铝(Al))或由在各种文献中公开的键合转移方案(bonding transfer scheme)或电镀形成的合金。
参照图3，III族氮化物类TELED包括基底10，在基底10上顺序地形成有低温成核层(low-temperature nucleation layer)20、氮化物类缓冲层30、n型氮化物类覆层40、氮化物类有源层50、p型氮化物类覆层60和欧姆接触层70。欧姆接触层70连接到p型电极片80，n型氮化物类覆层40连接到n型电极片90。
这里，从基底10到p型氮化物类覆层60的层可对应于发光结构，堆叠在p型氮化物类覆层60上的结构可对应于p型电极结构。
基底10包含从由以下材料组成的组中选出的一种材料：蓝宝石(Al2O3)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、硅(Si)、砷化镓(GaAs)、金属(例如铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al))以及由在各种文献公开的键合转移方案或电镀形成的合金和金属。
低温成核层20包含在大约700℃或以下的低温下形成的非晶氮化镓(GaN)或氮化铝(AlN)。
从氮化物类缓冲层30到p型氮化物类覆层60的每一层主要包含从表示为III族氮化物类化合物的通式AlxInyGazN(x、y、z是整数)的化合物中选出的一种化合物。将掺杂剂添加到n型氮化物类覆层40和p型氮化物类覆层60。
此外，可以以单层、多量子阱(MQW)结构、多量子点/线或多量子点/线和MQW的混合结构的形式制备氮化物类有源层50。
例如，如果应用GaN类化合物，则氮化物类缓冲层30包含GaN，n型氮化物类覆层40包含GaN和添加到GaN的n型掺杂剂(例如，Si、Ca、Se、Te等)，氮化物类有源层50包括InGaN/GaN MQW结构或AlGaN/GaN MQW结构。此外，p型氮化物类覆层60包含GaN和添加到GaN的p型掺杂剂(例如，Mg、Zn、Ca、Sr、Ba等)。
还可在n型氮化物类覆层40和n型电极片90之间插入n型欧姆接触层(未示出)。n型欧姆接触层可具有本领域公知的各种结构。例如，n型欧姆接触层具有钛(Ti)和铝(Al)的层叠结构。
如上所述，可通过在p型氮化物类覆层60上沉积至少一个氮化物层(即，热分解氮化物层)来形成p型多层欧姆接触层70。这里，通过将氮(N)与从由镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)组成的组中选出的至少一种金属组分结合来获得热分解氮化物层。
优选地，热分解氮化物层还可包含作为掺杂剂的其它金属组分，以调节电学特性。根据本实施例，从元素周期表中选择的金属可作为热分解氮化物的掺杂剂。
除了热分解氮化物层，p型多层欧姆接触层70还可包含金属、基于所述金属的合金/固溶体、导电氧化物、透明导电氧化物(TCO)、透明导电氮化物(TCN)和透明导电氮氧化物(TCON)，且与它们的沉积顺序无关。
所述金属包括铂(Pt)、钯(Pd)、镍(Ni)、金(Au)、铑(Rh)、钌(Ru)、铱(Ir)、银(Ag)、锌(Zn)、镁(Mg)、铍(Be)、铜(Cu)、钴(Co)、锡(Sn)或稀土金属。此外，所述合金/固溶体可包括基于以上金属的合金/固溶体。
所述导电氧化物包括镍氧化物(Ni-O)、铑氧化物(Rh-O)、钌氧化物(Ru-O)、铱氧化物(Ir-O)、铜氧化物(Cu-O)、钴氧化物(Co-O)、钨氧化物(W-O)或钛氧化物(Ti-O)。
所述TCO包括氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)、氧化镉(CdO)、氧化镁锌(MgZnO)、氧化铟锌(InZnO)、氧化铟锡(InSnO)、氧化铜铝(CuAlO2)、氧化银(Ag2O)、氧化镓(Ga2O3)、氧化锌锡(ZnSnO)、氧化锌铟锡(ZITO)或与上述TCO结合的其它氧化物。
所述TCN包括氮化钛(TiN)、氮化铬(CrN)、氮化钨(WN)、氮化钽(TaN)或氮化铌(NbN)。
所述TCON主要包括与氧(O)和氮(N)结合的铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、镉(Cd)、镓(Ga)、铝(Al)、镁(Mg)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)和钯(Pd)中的至少一种。
此外，优选地，可将第三材料作为掺杂剂添加到上述氧化物和氮化物中以改善氧化物和氮化物的电学特性。
优选地，p型多层欧姆接触层70具有大约1nm至大约1000nm的厚度。
此外，在大约20℃至大约1500℃的温度下沉积p型多层欧姆接触层70。这时，沉积p型多层欧姆接触层70的沉积器的内压在大约10托(torr)至大约12托的范围内。
在已经形成了p型多层欧姆接触层70后，优选地执行退火工艺。在真空或气体气氛中执行退火工艺10秒至3小时，同时将反应器的内部温度设定在大约100℃至大约800℃的范围内。在p型多层欧姆接触层70的退火工艺过程中，将氮气、氩气、氦气、氧气、氢气和空气中的至少一种填充到反应器中。
p型电极片80具有镍(Ni)/金(Au)、银(Ag)/金(Au)、钛(Ti)/金(Au)、镍(Ni)/金(Au)、钯(Pd)/金(Au)或铬(Cr)/金(Au)的堆叠结构。
可通过物理气相沉积(PVD)或通过化学气相沉积(CVD)来形成III族氮化物类发光二极管中的每层，其中，PVD例如电子束或热蒸发、利用激光源的PLD(脉冲激光沉积)、双型热蒸发或溅射，CVD例如应用化学反应的电镀或金属有机化学气相沉积。
相反，如图4所示，如果基底10包含导电材料，则p型电极片80连接到欧姆接触层70，n型电极片90连接到基底10。此外，除了基底10的导电性以及n型电极片90的位置以外，在图4中示出的III族氮化物类发光二极管的结构与在图3中示出的III族氮化物类发光二极管的结构相同，因此在下文中将省略对它的详细描述。
图5和图6是示出了根据本发明第二实施例的应用了p型多层欧姆接触电极结构的发光装置的剖视图。在图5和图6中，相同的标号将指示具有与在图3和图4中示出的元件的功能和结构相同的元件，并且为了避免冗余，省略对这些元件的描述。
具体地讲，图5示出了应用了包含有蓝宝石(Al2O3)的绝缘生长基底10的III族氮化物类顶部发射型发光二极管(TELED)，图6示出了应用了具有导电材料层的导电基底10的III族氮化物类顶部发射型发光二极管(TELED)，所述导电材料层包含碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、硅(Si)、砷化镓(GaAs)、金属(例如铜(Cu)、镍(Ni)或铝(Al))或由在各种文献中公开的键合转移方案或电镀形成的合金。
参照图6，III族氮化物类TELED包括基底10，在基底10上顺序地形成有低温成核层20、氮化物类缓冲层30、n型氮化物类覆层40、氮化物类有源层50、p型氮化物类覆层60、隧道结层100和欧姆接触层70。欧姆接触层70连接到p型电极片80，n型氮化物类覆层40连接到n型电极片90。
根据本发明的第二实施例，p型多层欧姆接触电极结构还包括布置在p型氮化物类覆层60和p型多层欧姆接触层70之间的隧道结层100。
隧道结层100主要包含从由III-V族元素组成的表示为AlaInbGacNxPyAsz(a、b、c、x、y、z是整数)的化合物中选出的一种。可以以厚度为大约50nm或更薄的单层的形式制备隧道结层100。优选地，以双层、三层或多层的形式制备隧道结层100。
优选地，隧道结层100可具有如在各种文献中公开的超晶格结构。例如，可将30对III-V族元素以薄堆叠结构(例如，InGaN/GaN、AlGaN/GaN、AlInN/GaN、AlGaN/InGaN、AlInN/InGaN、AlN/GaN或AlGaAs/InGaAs)的形式重复地堆叠。
更优选地，隧道结层100可包括添加有II族元素(Mg、Be和Zn)或IV族元素(Si和Ge)的非晶层、外延层或多晶层。
与本发明第一实施例相似，从基底10到p型氮化物类覆层60的层可对应于发光结构，堆叠在p型氮化物类覆层60上的结构可对应于p型电极结构。
利用与图3中所示的基底10和低温成核层20的材料相同的材料来形成基底10和低温成核层20，同时应用相同的工艺条件。
同样地，利用与图3中所示的氮化物类缓冲层30和p型氮化物类覆层60的材料相同的材料来形成氮化物类缓冲层30和p型氮化物类覆层60，同时应用相同的工艺条件。
还可在n型氮化物类覆层40和n型电极片90之间插入n型欧姆接触层(未示出)。n型欧姆接触层可具有本领域公知的各种结构。例如，n型欧姆接触层具有钛(Ti)和铝(Al)的堆叠结构。
如上所述，可通过在p型氮化物类覆层60上沉积至少一个氮化物层(即，热分解氮化物层)来形成p型多层欧姆接触层70。这里，通过将氮(N)与从由镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)组成的组中选出的至少一种金属组分结合来获得热分解氮化物层。
优选地，热分解氮化物层还可包含作为掺杂剂的其它金属组分，以调节电学特性。根据本发明第二实施例，从元素周期表中选择的金属可作为热分解氮化物的掺杂剂。
除了热分解氮化物层，p型多层欧姆接触层70还可包含金属、基于所述金属的合金/固溶体、导电氧化物、透明导电氧化物(TCO)、透明导电氮化物(TCN)和透明导电氮氧化物(TCON)，且与它们的沉积顺序无关。
所述金属、基于所述金属的合金/固溶体、TCO、TCN和TCON包含的材料与本发明第一实施例的金属、基于所述金属的合金/固溶体、TCO、TCN和TCON的材料相同。
此外，p型多层欧姆接触层70的结构与图3中所示的p型多层欧姆接触层70的结构相同，并且使用相同的处理设备，同时应用相同的工艺条件来制造。
相反，如图6所示，如果基底10包含导电材料，则p型电极片80连接到欧姆接触层70，并且n型电极片90连接到基底10。此外，除了基底10的导电性和n型电极片90的位置，如图6所示的III族氮化物类发光二极管的结构与图5中所示的III族氮化物类发光二极管的结构相同，因此，在下文中将省略对它的详细描述。
图7至图10是示出了根据本发明第一和第二实施例的在p型氮化物类覆层60上形成的各种p型多层欧姆接触层70的剖视图。
参照图7至图10，p型多层欧姆接触层70包括至少一个热分解氮化物层，其中，通过将氮(N)与从由镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)组成的组中选出的至少一种金属组分结合来获得所述至少一个热分解氮化物层。可以以单层或多层的形式来制备p型多层欧姆接触层70。
即，可将p型多层欧姆接触层70制备为如图7所示的包含TCON的单层70a。然而，优选地，将p型多层欧姆接触层70制备为多层，该多层包含金属、合金、固溶体、导电氧化物、TCO和TCON中的至少两种，且与它们的沉积顺序无关(参见图8、图9和图10)。
图11至图14是示出了根据本发明第一个第二实施例的在p型氮化物类覆层上形成的另一p型多层欧姆接触层70的剖视图。除了形成在p型氮化物类覆层上的颗粒，图11至图14中所示的p型多层欧姆接触层70的结构与图7至图10中所示的p型多层欧姆接触层70的结构相同。因此，下面的描述将集中在颗粒上，而省略对p型多层欧姆接触层70的描述。
参照图11至图14，在p型氮化物类覆层60上形成p型多层欧姆接触层70之前，将纳米级颗粒70e形成在p型氮化物类覆层60上。
颗粒70e包含能够控制肖特基势垒的高度和宽度的金属、合金、固溶体、导电氧化物、TCO、TCN、TCON或热分解氮化物，肖特基势垒在p型氮化物类覆层和p型多层欧姆接触层70之间的界面处调节载流子的电荷输送。
优选地，在已经形成了颗粒70e之后，形成包括至少一个热分解氮化物层的p型多层欧姆接触层70，其中，通过将氮(N)与从由镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)组成的组中选出的至少一种金属组分结合来获得所述至少一个热分解氮化物层。
即，可将p型多层欧姆接触层70制备为如图11所示的包含TCON的单层70a。然而，优选地，将p型多层欧姆接触层70制备为多层，该多层包含金属、合金、固溶体、导电氧化物、TCO和TCON中的至少两种，且与它们的沉积顺序无关(参见图12、图13和图14)。
优选地，p型多层欧姆接触层70包含：镍氮化物(Ni-N)/氧化铟锡(ITO)或氧化锌(ZnO)；镍氮化物(Ni-N)/氮氧化铟锡(ITON)或氮氧化锌(ZnON)；铜氮化物(Cu-N)/钌(Ru)/氮氧化铟锡(ITON)或氮氧化锌(ZnON)；锡氮化物(Sn-N)/铱(Ir)/氮氧化铟锡(ITON)或氮氧化锌(ZnON)；镍氮化物(Ni-N)/银(Ag)/氮氧化铟锡(ITON)或氮氧化锌(ZnON)；锌氮化物(Zn-N)/钌氧化物(Ru-O)/氮氧化铟锡(ITON)或氮氧化锌(ZnON)；锡氮化物(Sn-N)/铱氧化物(Ir-O)/氮氧化铟锡(ITON)或氮氧化锌(ZnON)；镍氮化物(Ni-N)/银(Ag)、金(Au)/氮氧化铟锡(ITO)或氧化锌(ZnO)；锡氮化物(Sn-N)/钌(Ru)/银(Ag)或金(Au)/氮氧化铟锡(ITON)或氮氧化锌(ZnON)；铜氮化物(Cu-N)/铱(Ir)/银(Ag)、金(Au)/氮氧化铟锡(ITON)或氮氧化锌(ZnON)；镍氮化物(Ni-N)/镍氧化物(Ni-O)/银(Ag)、金(Au)/氮氧化铟锡(ITON)或氮氧化锌(ZnON)；锡氮化物(Sn-N)/钌氧化物(Ru-O)/银(Ag)、金(Au)/氮氧化铟锡(ITON)或氮氧化锌(ZnON)；锌氮化物(Zn-N)/铱氧化物(Ir-O)/银(Ag)、金(Au)/氮氧化铟锡(ITON)或氮氧化锌(ZnON)；铜氮化物(Cu-N)/氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)/氮氧化铟锡(ITON)或氮氧化锌(ZnON)；镍氮化物(Ni-N)/氮氧化铟锡(ITON)、氮氧化锌(ZnON)/氧化铟锡(ITO)或氧化锌(ZnO)。
包括p型多层欧姆接触层的电极结构不仅应用于形成在绝缘蓝宝石基底上的III族氮化物类TELED，也能应用于形成在不同于绝缘基底的导电基底(例如，Si基底、SiC基底、GaAs基底、ZnO基底或MgZnO基底)上的垂直型III族氮化物类TELED。
在下文中，将参照图15至图18描述应用p型多层反射欧姆接触层的倒装芯片型III族氮化物类发光装置。
图15是示出了根据本发明第三实施例的应用了欧姆改性层的倒装芯片型氮化物类发光装置的剖视图。
参照图15，p型多层反射欧姆接触层360包括顺序堆叠的欧姆改性层360a和反射金属层360b。欧姆改性层360a包含TCON。
用于欧姆改性层360a的TCON主要包含与氧(O)和氮(N)结合的铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、镉(Cd)、镓(Ga)、铝(Al)、镁(Mg)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)和钯(Pd)中的至少一种。
反射金属层360b包含铝(Al)、银(Ag)、铑(Rh)、钯(Pd)、镍(Ni)、金(Au)和铂(Pd)中的至少一种。根据本实施例，欧姆改性层360a具有大约0.1nm至大约100nm的厚度。此外，反射金属层360b具有大约50nm或更厚的厚度。
如图15所示，氮化物类TELED包括基底310，在基底310上顺序地形成了氮化物类缓冲层320、n型氮化物类覆层330、MQW氮化物类有源层340、p型氮化物类覆层350和p型多层欧姆接触层360。p型多层反射欧姆接触层360形成在p型氮化物类覆层350上，其中，p型多层反射欧姆接触层360包括顺序地堆叠在p型氮化物类覆层350上的欧姆改性层360a和反射金属层360b。反射金属层360b连接到p型电极片370，n型氮化物类覆层330连接到n型电极片380。
根据本实施例，从基底310到p型氮化物类覆层350的层可对应于发光结构，形成在p型氮化物类覆层350上的欧姆改性层360a和反射金属层360b可对应于p型欧姆电极结构。优选地，基底310包括绝缘材料(例如蓝宝石(Al2O3))，并且可省略氮化物类缓冲层320。
从氮化物类缓冲层320到p型氮化物类覆层350的每一层主要包含从表示为III族氮化物类化合物的通式AlxInyGazN(x、y、z是整数)的化合物中选出的一种化合物。将掺杂剂添加到n型氮化物类覆层330和p型氮化物类覆层350中。
此外，可以以单层或多量子阱(MQW)结构的形式制备氮化物类有源层340。
例如，如果应用GaN类化合物，则氮化物类缓冲层320包含GaN，n型氮化物类覆层330包含GaN和添加到GaN的n型掺杂剂(例如，IV族元素Si、Ge、Se和Te)，氮化物类有源层340包括InGaN/GaN MQW结构或AlGaN/GaN MQW结构。此外，p型氮化物类覆层340包含GaN和添加到GaN的p型掺杂剂(例如，II族元素Mg、Zn、Ca、Sr、Ba)。
还可在n型氮化物类覆层330和n型电极片380之间插入n型欧姆接触层(未示出)。n型欧姆接触层具有钛(Ti)和铝(Al)的堆叠结构。
p型电极片370具有镍(Ni)/金(Au)、银(Ag)/金(Au)、铬(Cr)/金(Au)、钛(Ti)/金(Au)等的堆叠结构。
可通过电子束或热蒸发、PVD(物理气相沉积)、利用激光源的PLD(脉冲激光沉积)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)、等离子体激光沉积、双型热蒸发或溅射来形成III族氮化物类发光二极管中的每层。
当在大约400℃或更高的温度下对欧姆改性层360a进行热处理工艺时，欧姆改性层360a被分解为透明导电颗粒，或形成新的透明导电相，其中，透明导电颗粒有利于形成相对于形成在欧姆改性层360a下面的p型氮化物类覆层350的p-欧姆接触。
可以通过电子束或热蒸发、PVD(物理气相沉积)、利用激光源的PLD(脉冲激光沉积)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)、PLD(等离子激光沉积)、双型热蒸发或溅射来形成这样的p型多层反射欧姆接触层360。
此外，在大约20℃至大约1500℃的温度下沉积p型多层反射欧姆接触层360。这时，沉积p型多层反射欧姆接触层360的沉积器的内压在大约10托至大约12托的范围内。
优选地，对p型多层反射欧姆接触层360执行退火工艺。在真空或气体气氛中执行退火工艺10秒至3小时，同时将反应器的内部温度设定在700℃内。在退火工艺过程中，将氮气(N2)、氩气(Ar)、氦气(He)、氧气(O2)、氢气(H2)和空气中的至少一种填充到反应器中。
图16是示出了根据本发明第四实施例的应用了欧姆改性层的倒装芯片型氮化物类发光装置的剖视图。在图16中，倒装芯片型氮化物类发光装置的元件410、420、430、440、450、470和480和图15中所示的倒装芯片型氮化物类发光装置的元件310、320、330、340、350、370和380基本相同。因此，下面的描述将集中在p型多层反射欧姆接触层460上。
参照图16，倒装芯片型氮化物类发光装置包括基底410，在基底410上顺序地形成了氮化物类缓冲层420、n型氮化物类覆层430、MQW氮化物类有源层440、p型氮化物类覆层450和p型多层欧姆接触层460。p型多层反射欧姆接触层460形成在p型氮化物类覆层450上，其中，p型多层反射欧姆接触层460包括顺序地堆叠在p型氮化物类覆层450上的欧姆改性层460a和反射金属层460b。反射金属层460b连接到p型电极片470，n型氮化物类覆层430连接到n型电极片480。
p型多层反射欧姆接触层460包括堆叠在p型氮化物类覆层450和p型电极片470之间的欧姆改性层460a和反射金属层460b。
欧姆改性层460a包含热分解氮化物。通过将氮(N)与从由镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)组成的组中选出的至少一种金属组分结合来获得用于欧姆改性层460a的热分解氮化物。
在热处理工艺过程中将所述沉积在p型氮化物类覆层450上的热分解氮化物460a分解为金属组分和氮(N)组分。因此，在p型氮化物类覆层450上存在大量的氮(N)组分。这些氮(N)组分用来去除对p型欧姆电极的形成施加不良影响的氮空位(nitrogen vacancy)。此外，来源于热分解氮化物460a的金属组分可与形成在覆层上的镓(Ga)组分反应，从而产生对形成p型欧姆电极有利的金属间化合物。
反射金属层460b包含铝(Al)、银(Ag)、铑(Rh)、钯(Pd)、镍(Ni)、金(Au)和铂(Pd)中的至少一种。优选地，欧姆改性层460a具有大约0.1nm至大约100nm的厚度。此外，反射金属层460b具有大约50nm或更厚的厚度。
当在大约400℃或更高的温度下对欧姆改性层460a进行热处理工艺时，欧姆改性层460a被分解为透明导电颗粒，或形成新的透明导电相，其中，透明导电颗粒有利于形成相对于形成在欧姆改性层460a下面的p型氮化物类覆层450的p-欧姆接触。
可以通过电子束或热蒸发、PVD(物理气相沉积)、利用激光源的PLD(脉冲激光沉积)、MOCVD(金属有机化学气相沉积)、PLD(等离子体激光沉积)、双型热蒸发或溅射来形成这样的p型多层反射欧姆接触层460。
P型多层反射欧姆接触层460的工艺条件和工艺步骤与参照图15解释的第三实施例相同，因此下面将省略对其的详细描述。
图17是示出了根据本发明第五实施例的应用了欧姆改性层的倒装芯片型氮化物类发光装置的剖视图。在图17中，倒装芯片型氮化物类发光装置的元件510、520、530、540、550、570和580和图15中所示的倒装芯片型氮化物类发光装置的元件310、320、330、340、350、370和380基本相同。因此，下面的描述将集中在p型多层反射欧姆接触层560上。
参照图17，倒装芯片型氮化物类发光装置包括基底510，在基底510上顺序地形成了氮化物类缓冲层520、n型氮化物类覆层530、MQW氮化物类有源层540、p型氮化物类覆层550和p型多层反射欧姆接触层560。p型多层反射欧姆接触层560形成在p型氮化物类覆层550上，其中，p型多层反射欧姆接触层560包括顺序地堆叠在p型氮化物类覆层550上的第一欧姆改性层560a、第二欧姆改性层560b和反射金属层560c。反射金属层560b连接到p型电极片570，n型氮化物类覆层530连接到n型电极片580。
第一欧姆改性层560a和第二欧姆改性层560b之一包含TCON，它们中的另一个包含热分解氮化物。
在本实施例中，用于第一欧姆改性层560a和第二欧姆改性层560b的TCON和热分解氮化物与图15和图16中所示的第一和第二实施例中描述的TCON和热分解氮化物相同。沉积在p型氮化物类覆层550上的第一欧姆改性层560a和第二欧姆改性层560b可提高覆层的界面特性，从而改善电学特性和光学特性(例如透光率)。
反射金属层560c包含铝(Al)、银(Ag)、铑(Rh)、钯(Pd)、镍(Ni)、金(Au)和铂(Pd)中的至少一种。优选地，第一欧姆改性层560a和第二欧姆改性层560b分别具有大约0.1nm至大约100nm的厚度。此外，反射金属层560c具有大约50nm或更厚的厚度。
当在大约400℃或更高的温度下对第一欧姆改性层560a和第二欧姆改性层560b进行热处理工艺时，第一欧姆改性层560a和第二欧姆改性层560b被分解为透明导电颗粒，或形成新的透明导电相，其中，透明导电颗粒有利于形成相对于形成在第一欧姆改性层560a和第二欧姆改性层560b下面的p型氮化物类覆层550的p-欧姆接触。
可以通过电子束或热蒸发、PVD(物理气相沉积)、利用激光源的PLD(脉冲激光沉积)、MOCVD(金属有机化学气相沉积)、PLD(等离子体激光沉积)、双型热蒸发或溅射来形成这样的p型多层反射欧姆接触层560。
p型多层反射欧姆接触层560的工艺条件和工艺步骤与参照图15解释的第三实施例相同，因此下面将省略对其的详细描述。
图18是示出了根据本发明第六实施例的应用了p型多层反射欧姆接触层的倒装芯片型氮化物类发光装置的剖视图。在图18中，倒装芯片型氮化物类发光装置的元件610、620、630、640、650、670和680和图17中所示的倒装芯片型氮化物类发光装置的元件510、520、530、540、550、570和580基本相同。因此，下面的描述将集中在p型多层反射欧姆接触层660上。
参照图18，倒装芯片型氮化物类发光装置包括基底610，在基底610上顺序地形成了氮化物类缓冲层620、n型氮化物类覆层630、MQW氮化物类有源层640、p型氮化物类覆层650、p型多层反射欧姆接触层660。p型多层反射欧姆接触层660连接到p型电极片670，n型氮化物类覆层630连接到n型电极片680。
p型多层反射欧姆接触层660包括以单层或多层的形式插入p型氮化物类覆层650和p型电极片670之间的欧姆改性层660a、插入层660b和反射金属层660c。
可以以包含TCON和热分解氮化物之一的单层的形式来制备欧姆改性层660a。此外，可以以双层或多层的形式来制备欧姆改性层660a，其中一层包含TCON，另一层包含热分解氮化物。
将插入层660b插入到欧姆改性层660a和反射金属层660c之间，以沿垂直方向改善界面特性，并沿水平方向改善电流扩散。
不会从p型氮化物类覆层650的顶表面沿垂直方向降低欧姆特性的插入层660b可包含金属、合金、固溶体、导电氧化物、TCO或TCN。
用于插入层660b的金属可包括铂(Pt)、钯(Pd)、镍(Ni)、金(Au)、铑(Rh)、钌(Ru)、铱(Ir)、银(Ag)、锌(Zn)、镁(Mg)、铍(Be)、铜(Cu)、钴(Co)、锡(Sn)或稀土金属。此外，用于插入层660b的合金/固溶体可包括基于以上金属的合金/固溶体。
用于插入层660b的导电氧化物可包括从由镍氧化物(Ni-O)、铑氧化物(Rh-O)、钌氧化物(Ru-O)、铱氧化物(Ir-O)、铜氧化物(Cu-O)、钴氧化物(Co-O)、钨氧化物(W-O)和钛氧化物(Ti-O)组成的组中选择的至少一种氧化物。
用于插入层660b的TCO可包括氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)、氧化镉(CdO)、氧化镁锌(MgZnO)、氧化铟锌(InZnO)、氧化铟锡(InSnO)、氧化铜铝(CuAlO2)、氧化银(Ag2O)、氧化镓(Ga2O3)、氧化锌锡(ZnSnO)、氧化锌铟锡(ZITO)或与上述TCO结合的其它氧化物。
用于插入层660b的TCN可包括从由氮化钛(TiN)、氮化铬(CrN)、氮化钨(WN)、氮化钽(TaN)或氮化铌(NbN)组成的组中选择的一种。
在热处理工艺过程中沉积在p型氮化物类覆层650上的欧姆改性层660a和插入层660b可提高覆层的界面特性，从而改善电学特性和光学特性(例如透光率)。
反射金属层660c包含铝(Al)、银(Ag)、铑(Rh)、钯(Pd)、镍(Ni)、金(Au)和铂(Pd)中的至少一种。优选地，欧姆改性层660a和插入层660b分别具有大约0.1nm至大约100nm的厚度。此外，反射金属层660c具有大约50nm或更厚的厚度。
当在大约400℃或更高的温度下对欧姆改性层660a和插入层660b进行热处理工艺时，欧姆改性层660a和插入层660b被分解为透明导电颗粒，或形成新的透明导电相，其中，透明导电颗粒有利于形成相对于形成在欧姆改性层660a和插入层660b下面的p型氮化物类覆层650的p-欧姆接触。
可以通过电子束或热蒸发、PVD(物理气相沉积)、利用激光源的PLD(脉冲激光沉积)、MOCVD(金属有机化学气相沉积)、PLD(等离子体激光沉积)、双型热蒸发或溅射来形成这样的p型多层反射欧姆接触层660。
p型多层反射欧姆接触层660的工艺条件和工艺步骤与参照图17说明的第五实施例中的工艺条件和工艺步骤相同，因此下面将省略对其的详细描述。
包括p型多层欧姆接触层的电极结构不仅应用于形成在绝缘蓝宝石基底上的倒装芯片型III族氮化物类发光装置，也能应用于形成在不同于绝缘基底的导电基底(例如，Si基底、SiC基底、GaAs基底、ZnO基底或MgZnO基底)上的倒装芯片型III族氮化物类发光装置。
以下，将参照图19至图32描述应用肖特基接触层或欧姆接触层的n型III族氮化物类发光装置。
图19和图20是示出了根据本发明第七实施例的应用高透明n型多层肖特基接触层的n型透明多层肖特基接触电极结构的剖视图。
具体地说，图19示出了肖特基接触电极结构，其中，直接在n型氮化物类覆层10上沉积了透明的多层n型肖特基接触层20，图20示出了肖特基接触电极结构，该结构还包括插入到n型氮化物覆层10和透明的多层n型肖特基接触层20之间的隧道结层30。
n型氮化物类覆层10主要包含从表示为III族氮化物类化合物的通式AlxInyGazN(x、y、z是整数)的化合物中选出的一种化合物。可将包含IV族元素(例如，Si、Ge、Se和Te)的掺杂剂单独地或同时地添加到n型氮化物类覆层10。
n型透明多层肖特基接触电极结构包括具有热分解氮化物并且在n型氮化物类覆层10上形成的透明多层n型肖特基接触层20。热分解氮化物导电层可包含镍氮化物(Ni-N)、铜氮化物(Cu-N)、锌氮化物(Zn-N)、铟氮化物(In-N)和锡氮化物(Sn-N)中的任何一种。优选地，为了调节电学特性和光学特性，热分解氮化物导电层可包含与包含从由镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)组成的组中选出的至少两种的合金结合的氮化物。
除了热分解氮化物，透明多层n型肖特基接触层20还可包含有利于形成关于n型氮化物类覆层10的肖特基接触界面的金属、基于所述金属的合金/固溶体、导电氧化物、TCO、TCN和TCON，且与它们的沉积顺序无关。
所述金属包括铂(Pt)、钯(Pd)、镍(Ni)、金(Au)、铑(Rh)、钌(Ru)、铱(Ir)、银(Ag)、锌(Zn)、镁(Mg)、铍(Be)、铜(Cu)、钴(Co)、锡(Sn)或稀土金属。此外，所述合金/固溶体可包括基于以上金属的合金/固溶体。
所述导电氧化物包括镍氧化物(Ni-O)、铑氧化物(Rh-O)、钌氧化物(Ru-O)、铱氧化物(Ir-O)、铜氧化物(Cu-O)、钴氧化物(Co-O)、钨氧化物(W-O)或钛氧化物(Ti-O)。
所述TCO包括氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)、氧化镉(CdO)、氧化镁锌(MgZnO)、氧化铟锌(InZnO)、氧化铟锡(InSnO)、氧化铜铝(CuAlO2)、氧化银(Ag2O)、氧化镓(Ga2O3)、氧化锌锡(ZnSnO)、氧化锌铟锡(ZITO)或与上述TCO结合的其它氧化物。
所述TCN包括氮化钛(TiN)、氮化铬(CrN)、氮化钨(WN)、氮化钽(TaN)或氮化铌(NbN)。
所述TCON主要包括与氧(O)和氮(N)结合的铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、镉(Cd)、镓(Ga)、铝(Al)、镁(Mg)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)和钯(Pd)中的至少一种。
此外，优选地，为了改善氧化物和氮化物的电学特性，可以将第三材料作为掺杂剂添加到上述氧化物和氮化物。
优选地，透明多层n型肖特基接触层20具有大约1nm至大约1000nm的厚度，并且直接沉积在n型氮化物类覆层10上。
此外，在大约20℃至大约1500℃的温度下沉积透明多层n型肖特基接触层20。这时，沉积透明多层n型肖特基接触层20的沉积器的内压在大约10托至大约12托的范围内。
优选地，在已经形成了透明多层n型肖特基接触层20后，执行退火工艺。在真空或气体气氛中执行退火工艺10秒至3小时，同时将反应器的内部温度设定在大约100℃至大约800℃的范围内。在透明多层n型肖特基接触层20的退火工艺过程中，将氮气、氩气、氦气、氧气、氢气和空气中的至少一种填充到反应器中。
图20中示出的隧道结层30主要包含从由III-V族的元素组成的表示为AlaInbGacNxPyAsz(a、b、c、x、y、z是整数)的化合物中选出的一种。可以以厚度为大约50nm或更薄的单层的形式制备隧道结层30。优选地，以双层、三层或多层的形式制备隧道结层30。
优选地，透明多层n型肖特基接触层20具有大约1nm至大约1000nm的厚度，并直接形成在隧道结层30上。此外，隧道结层30可具有超晶格结构。例如，可将30对III-V族元素以薄堆叠结构(例如InGaN/GaN、AlGaN/GaN、AlInN/GaN、AlGaN/InGaN、AlInN/InGaN、AlN/GaN或AlGaAs/InGaAs)的形式重复地堆叠。更优选地，隧道结层30可包括添加有II族元素(Mg、Be和Zn)或IV族元素(Si和Ge)的非晶层、外延层或多晶层。
图21和图22是示出了根据本发明第八实施例的应用了欧姆接触层的透明多层n型欧姆接触电极结构的剖视图。
具体地说，图21示出了欧姆接触电极结构，其中，透明多层n型欧姆接触层40直接沉积在n型氮化物类覆层160上，图22示出了欧姆接触电极结构，该结构还包括插入到n型氮化物类覆层160和透明多层n型欧姆接触层40之间的隧道结层180。
n型氮化物类覆层160主要包含从表示为III族氮化物类化合物的通式AlxInyGazN(x、y、z是整数)的化合物中选出的一种化合物。可将包含IV族元素(例如Si、Ge、Se和Te)的掺杂剂单独地或同时地添加到n型氮化物类覆层160中。
n型透明多层的欧姆接触电极结构包括具有至少一个形成在n型氮化物类覆层160上的热分解氮化物层的透明多层n型欧姆接触层40。热分解氮化物导电层可包含镍氮化物(Ni-N)、铜氮化物(Cu-N)、锌氮化物(Zn-N)、铟氮化物(In-N)和锡氮化物(Sn-N)中的任何一个。优选地，为了调节电学特性和光学特性，热分解氮化物导电层可包含与包含从由镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)组成的组中选出的至少两种的合金结合的氮化物。
除了热分解氮化物，透明多层n型欧姆接触层20还可包含有利于形成关于n型氮化物类覆层160的欧姆接触电极的金属、基于所述金属的合金/固溶体、导电氧化物、TCO、TCN和TCON，且与它们的沉积顺序无关。
所述金属包括铂(Pt)、钯(Pd)、镍(Ni)、金(Au)、铑(Rh)、钌(Ru)、铱(Ir)、银(Ag)、锌(Zn)、镁(Mg)、铍(Be)、铜(Cu)、钴(Co)、锡(Sn)或稀土金属。此外，所述合金/固溶体可包括基于以上金属的合金/固溶体。
所述导电氧化物包括镍氧化物(Ni-O)、铑氧化物(Rh-O)、钌氧化物(Ru-O)、铱氧化物(Ir-O)、铜氧化物(Cu-O)、钴氧化物(Co-O)、钨氧化物(W-O)或钛氧化物(Ti-O)。
所述TCO包括氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)、氧化镉(CdO)、氧化镁锌(MgZnO)、氧化铟锌(InZnO)、氧化铟锡(InSnO)、氧化铜铝(CuAlO2)、氧化银(Ag2O)、氧化镓(Ga2O3)、氧化锌锡(ZnSnO)、氧化锌铟锡(ZITO)或与上述TCO混合的其它氧化物。
所述TCN包括氮化钛(TiN)、氮化铬(CrN)、氮化钨(WN)、氮化钽(TaN)或氮化铌(NbN)。
所述TCON主要包括与氧(O)和氮(N)结合的铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、镉(Cd)、镓(Ga)、铝(Al)、镁(Mg)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)和钯(Pd)中的至少一种。
此外，优选地，为了改善氧化物和氮化物的电学特性，可以将第三材料作为掺杂剂添加到上述氧化物和氮化物中。
优选地，透明多层n型欧姆接触层40具有大约1nm至大约1000nm的厚度，并且直接沉积在n型氮化物类覆层160上。
此外，在大约20℃至大约1500℃的温度下沉积透明多层n型欧姆接触层40。这时，沉积透明多层n型欧姆接触层40的沉积器的内压在大约10托至大约12托的范围内。
优选地，在已经形成了透明多层n型欧姆接触层40后，执行退火工艺。在真空或气体气氛中执行退火工艺10秒至3小时，同时将反应器的内部温度设定在大约100℃至大约800℃的范围内。在透明多层n型欧姆接触层40的退火工艺过程中，将氮气、氩气、氦气、氧气、氢气和空气中的至少一种填充到反应器中。
图22中示出的隧道结层180主要包含从由III-V族的元素组成的表示为AlaInbGacNxPyAsz(a、b、c、x、y、z是整数)的化合物中选出的一种。可以以厚度为大约50nm或更薄的单层的形式制备隧道结层180。优选地，以双层、三层或多层的形式制备隧道结层180。
优选地，透明多层n型欧姆接触层40具有大约1nm至大约1000nm的厚度，并直接形成在隧道结层180上。此外，隧道结层180可具有超晶格结构。例如，可将30对III-V族元素以薄堆叠结构(例如InGaN/GaN、AlGaN/GaN、AlInN/GaN、AlGaN/InGaN、AlInN/InGaN、AlN/GaN或AlGaAs/InGaAs)的形式重复地堆叠。更优选地，隧道结层180可包括添加有II族元素(Mg、Be和Zn)或IV族元素(Si和Ge)的非晶层、外延层或多晶层。
图23至图26是示出了根据本发明第七和第八实施例的形成在n型氮化物类覆层上的各种n型透明多层肖特基/欧姆接触电极的剖视图。
参照图23至图26，以单层形式(见图23)或包括至少一个热分解氮化物层的多层形式(见图24至图26)在n型氮化物类覆层10或160上形成透明多层n型肖特基/欧姆接触层20或40。
图27至图30是示出了根据本发明第七和第八实施例的形成在n型氮化物类覆层上的另一n型透明多层肖特基/欧姆接触电极的剖视图。
参照图27至图30，在将透明多层n型氮化物类肖特基/欧姆电极结构形成在n型氮化物类覆层10或160上之前，在n型氮化物类覆层10或160上形成能够控制肖特基势垒的高度和宽度的纳米级颗粒50，其中，肖特基势垒是对载流子传输产生重大影响的界面特性。
颗粒50包含能够控制肖特基势垒的高度和宽度的金属、合金、固溶体、导电氧化物、TCO、TCN、TCON或热分解氮化物，肖特基势垒在n型氮化物类覆层10或160和透明n型多层肖特基/欧姆接触层20或40之间的界面处调节载流子的电荷输送。即，在已经形成了颗粒50后，在n型氮化物类覆层10或160上形成透明n型多层肖特基/欧姆接触层20或40。这时，以单层或包括至少一个热分解氮化物层的多层的形成制备透明n型多层肖特基/欧姆接触层20或40，当进行热处理工艺时，热分解氮化物层热分解为金属组分和氮化物组分。
图31和图32是示出了根据本发明示例性实施例的包括形成在n型氮化物类覆层上的透明n型多层欧姆接触层的III族氮化物类发光装置的剖视图。具体地说，图31和图32示出了形成在基底上的III族氮化物类垂直发光二极管，该基底具有导电性并包含碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、硅(Si)、砷化镓(GaAs)、金属(诸如铜(Cu)、镍(Ni)或铝(Al))或通过电镀或键合转移方案形成的合金。
参照图31，III族氮化物类发光装置包括导电基底100，在导电基底100上顺序地形成了键合材料层120、反射多层p型欧姆接触层130、p型氮化物类覆层140、氮化物类有源层150、n型氮化物类覆层160和透明n型欧姆接触层40。透明n型欧姆接触层40连接到n型电极片170。此外，如图32所示，III族氮化物类发光装置还包括插入到n型氮化物类覆层10和n型透明欧姆接触层40之间的隧道结层180，从而改善透明n型欧姆接触层40的特性。
从n型氮化物类覆层160到p型氮化物类覆层140的每一层主要包含从表示为III族氮化物类化合物的通式AlxInyGazN(x、y、z是整数)的化合物中选出的一种化合物。将掺杂剂添加到n型氮化物类覆层160和p型氮化物类覆层140中。
此外，可以以单层、多量子阱(MQW)结构、多量子点/线或多量子点/线和MQW的混合结构的形式制备氮化物类有源层150。例如，n型氮化物类覆层160包含GaN和添加到GaN的n型掺杂剂(例如Si、Ge、Se、Te等)，氮化物类有源层150包括InGaN/GaN MQW结构或AlGaN/GaN MQW结构。此外，p型氮化物类覆层140包含GaN和添加到GaN的p型掺杂剂(例如，Mg、Zn、Ca、Sr、Ba等)。
n型透明多层欧姆接触电极结构包括具有至少一个形成在n型氮化物类覆层160上的热分解氮化物层的透明多层n型欧姆接触层40。热分解氮化物导电层可包含镍氮化物(Ni-N)、铜氮化物(Cu-N)、锌氮化物(Zn-N)、铟氮化物(In-N)和锡氮化物(Sn-N)中的任何一种。优选地，为了调节电学特性和光学特性，热分解氮化物导电层可包含与包含从由镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)组成的组中选出的至少两种的合金结合的氮化物。
除了热分解氮化物，透明多层n型欧姆接触层40还可包含有利于形成相对于n型氮化物类覆层160的欧姆接触电极的金属、基于所述金属的合金/固溶体、导电氧化物、TCO、TCN和TCON，且与它们的沉积顺序无关。
所述金属包括铂(Pt)、钯(Pd)、镍(Ni)、金(Au)、铑(Rh)、钌(Ru)、铱(Ir)、银(Ag)、锌(Zn)、镁(Mg)、铍(Be)、铜(Cu)、钴(Co)、锡(Sn)或稀土金属。此外，所述合金/固溶体可包括基于以上金属的合金/固溶体。
所述导电氧化物包括镍氧化物(Ni-O)、铑氧化物(Rh-O)、钌氧化物(Ru-O)、铱氧化物(Ir-O)、铜氧化物(Cu-O)、钴氧化物(Co-O)、钨氧化物(W-O)或钛氧化物(Ti-O)。
所述TCO包括氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)、氧化镉(CdO)、氧化镁锌(MgZnO)、氧化铟锌(InZnO)、氧化铟锡(InSnO)、氧化铜铝(CuAlO2)、氧化银(Ag2O)、氧化镓(Ga2O3)、氧化锌锡(ZnSnO)、氧化锌铟锡(ZITO)或与上述TCO结合的其它氧化物。
所述TCN包括氮化钛(TiN)、氮化铬(CrN)、氮化钨(WN)、氮化钽(TaN)或氮化铌(NbN)。
所述TCON主要包括与氧(O)和氮(N)结合的铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、镉(Cd)、镓(Ga)、铝(Al)、镁(Mg)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)和钯(Pd)中的至少一种。
此外，优选地，为了改善氧化物和氮化物的电学特性，可以将第三材料作为掺杂剂添加到上述氧化物和氮化物。
优选地，透明多层n型欧姆接触层40具有大约1nm至大约1000nm的厚度，并且直接沉积在n型氮化物类覆层160上。
此外，在大约20℃至大约1500℃的温度下沉积透明多层n型欧姆接触层40。这时，沉积透明多层n型欧姆接触层40的沉积器的内压在大约10托至大约12托的范围内。
优选地，在已经形成了透明多层n型欧姆接触层40后，执行退火工艺。在真空或气体气氛中执行退火工艺10秒至3小时，同时将反应器的内部温度设定在大约100℃至大约800℃的范围内。在透明多层n型欧姆接触层40的退火工艺过程中，将氮气、氩气、氦气、氧气、氢气和空气中的至少一种填充到反应器中。
n型电极片170具有镍(Ni)/金(Au)、银(Ag)/金(Au)、钛(Ti)/金(Au)、镍(Ni)/金(Au)、钯(Pd)/金(Au)或铬(Cr)/金(Au)的堆叠结构。
可通过物理气相沉积(PVD)或通过化学气相沉积(CVD)来形成III族氮化物类发光装置中的每层，其中，PVD例如电子束或热蒸发、利用激光源的PLD(脉冲激光沉积)、双型热蒸发或溅射，CVD例如应用化学反应的电镀或金属有机化学气相沉积。
图32中所示的隧道结层180主要包含从由III-V族的元素组成的表示为AlaInbGacNxPyAsz(a、b、c、x、y、z是整数)的化合物中选出的一种。可以以厚度为大约50nm或更薄的单层的形式制备隧道结层180。优选地，以双层、三层或多层的形式制备隧道结层180。
优选地，透明多层n型欧姆接触层40直接形成在隧道结层180上。此外，隧道结层180可具有超晶格结构。例如，可将30对III-V族元素以薄堆叠结构(例如，InGaN/GaN、AlGaN/GaN、AlInN/GaN、AlGaN/InGaN、AlInN/InGaN、AlN/GaN或AlGaAs/InGaAs)的形式重复地堆叠。更优选地，隧道结层180可包括添加有II族元素(Mg、Be和Zn)或IV族元素(Si和Ge)的非晶层、外延层或多晶层。
产业上的可利用性
如上所述，本发明应用热分解氮化物作为III族氮化物类TELED的p型欧姆电极，其中，热分解氮化物具有氮化物类p型欧姆电极特性，并且与金属或应用透明导电氧化物或氮化物的透明导电薄膜电极相比，热分解氮化物表现出优良的电学特性和光学特性。
因此，在III族氮化物类发光装置的p型氮化物类覆层的界面提高了欧姆接触特性，从而改善了电流-电压特性。此外，由于可提高透明电极的透光率，所以可改善III族氮化物类发光装置的发光效率和亮度。
此外，可将具有氮化物类欧姆电极特性的热分解氮化物应用到III族氮化物类倒装芯片型发光装置。因此，可在封装工艺中提高倒装芯片型发光二极管的引线键合效率和产品良率。此外，热分解氮化物具有低比电阻值，从而可保证良好的电流-电压(I-V)特性，并可改善外量子效率(EQE)。
Claims (31)
1、一种III族氮化物类发光二极管，该发光二极管包括：
基底；
n型氮化物类覆层，形成在基底上；
氮化物类有源层，形成在n型氮化物类覆层上；
p型氮化物类覆层，形成在氮化物类有源层上；
p型多层欧姆接触层，形成在p型氮化物类覆层上，并包含热分解氮化物。
2、如权利要求1所述的III族氮化物类发光二极管，其中，通过将氮(N)与从由镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)组成的组中选出的至少一种金属组分结合来获得热分解氮化物。
3、如权利要求1所述的III族氮化物类发光二极管，其中，为了改善相对于p型氮化物类覆层的欧姆接触，p型多层欧姆接触层包含从由金属、基于所述金属的合金/固溶体、导电氧化物、透明导电氧化物(TCO)、透明导电氮化物(TCN)和透明导电氮氧化物(TCON)组成的组中选出的至少一种。
4、如权利要求3所述的III族氮化物类发光二极管，其中，金属、基于所述金属的合金/固溶体、导电氧化物、透明导电氧化物(TCO)、透明导电氮化物(TCN)和透明导电氮氧化物(TCON)如下：
金属：铂(Pt)、钯(Pd)、镍(Ni)、金(Au)、铑(Rh)、钌(Ru)、铱(Ir)、银(Ag)、锌(Zn)、镁(Mg)、铍(Be)、铜(Cu)、钴(Co)、锡(Sn)或稀土金属，
合金/固溶体：基于以上金属的合金/固溶体，
导电氧化物：镍氧化物(Ni-O)、铑氧化物(Rh-O)、钌氧化物(Ru-O)、铱氧化物(Ir-O)、铜氧化物(Cu-O)、钴氧化物(Co-O)、钨氧化物(W-O)或钛氧化物(Ti-O)，
TCO：氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)、氧化镉(CdO)、氧化镁锌(MgZnO)、氧化铟锌(InZnO)、氧化铟锡(InSnO)、氧化铜铝(CuAlO2)、氧化银(Ag2O)、氧化镓(Ga2O3)、氧化锌锡(ZnSnO)、氧化锌铟锡(ZITO)或与上述TCO结合的其它氧化物，
TCN：氮化钛(TiN)、氮化铬(CrN)、氮化钨(WN)、氮化钽(TaN)或氮化铌(NbN)，
TCON：与氧(O)和氮(N)结合的铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、镉(Cd)、镓(Ga)、铝(Al)、镁(Mg)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)和钯(Pd)中的至少一种。
5、如权利要求4所述的III族氮化物类发光二极管，其中，p型多层欧姆接触层还包括形成在p型氮化物类覆层上的颗粒，所述颗粒包含金属、合金、固溶体、导电氧化物、TCO、TCN、TCON和热分解氮化物中的至少一种。
6、如权利要求5所述的III族氮化物类发光二极管，其中，基底包含绝缘材料，在基底和n型氮化物类覆层之间顺序地堆叠低温成核层和氮化物类缓冲层，在p型多层欧姆接触层上形成p型电极片，在n型氮化物类覆层上形成n型电极片。
7、如权利要求5所述的III族氮化物类发光二极管，其中，基底包含导电材料，在基底和n型氮化物类覆层之间顺序地堆叠低温成核层和氮化物类缓冲层，在p型多层欧姆接触层上形成p型电极片，基底上形成n型电极片。
8、如权利要求1所述的III族氮化物类发光二极管，其中，p型多层欧姆接触层包括形成在p型氮化物类覆层上的欧姆改性层和形成在在欧姆改性层上的反射金属层。
9、如权利要求8所述的III族氮化物类发光二极管，其中，所述欧姆改性层包含透明导电氮氧化物(TCON)和热分解氮化物中的任意一种。
10、如权利要求9所述的III族氮化物类发光二极管，其中，TCON包括与氧(O)和氮(N)结合的铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、镉(Cd)、镓(Ga)、铝(Al)、镁(Mg)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)和钯(Pd)中的至少一种。
11、如权利要求10所述的III族氮化物类发光二极管，其中，TCON还包括金属掺杂剂，其中，将0.001wt.％至20wt.％的金属掺杂剂添加到TCON中。
12、如权利要求11所述的III族氮化物类发光二极管，其中，TCON还包括氟(F)和硫(S)。
13、如权利要求9所述的III族氮化物类发光二极管，其中，通过将氮(N)与从由镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)组成的组中选出的至少一种金属组分结合来获得热分解氮化物。
14、如权利要求8所述的III族氮化物类发光二极管，其中，反射金属层包含从由铝(Al)、银(Ag)、铑(Rh)、钯(Pd)、镍(Ni)、金(Au)和铂(Pt)组成的组中选出的至少一种。
15、如权利要求8所述的III族氮化物类发光二极管，其中，p型多层欧姆接触层还包括插入到欧姆改性层和反射金属层之间的插入层，所述插入层包含从由金属、基于所述金属的合金/固溶体、导电氧化物、透明导电氧化物(TCO)或透明导电氮化物(TCN)组成的组中选出的至少一种。
16、如权利要求15所述的III族氮化物类发光二极管，其中，金属、基于所述金属的合金/固溶体、导电氧化物、透明导电氧化物(TCO)、透明导电氮化物(TCN)和透明导电氮氧化物(TCON)如下：
金属：铂(Pt)、钯(Pd)、镍(Ni)、金(Au)、铑(Rh)、钌(Ru)、铱(Ir)、银(Ag)、锌(Zn)、镁(Mg)、铍(Be)、铜(Cu)、钴(Co)、锡(Sn)或稀土金属，
合金/固溶体：基于以上金属的合金/固溶体，
导电氧化物：镍氧化物(Ni-O)、铑氧化物(Rh-O)、钌氧化物(Ru-O)、铱氧化物(Ir-O)、铜氧化物(Cu-O)、钴氧化物(Co-O)、钨氧化物(W-O)或钛氧化物(Ti-O)，
TCO：氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)、氧化镉(CdO)、氧化镁锌(MgZnO)、氧化铟锌(InZnO)、氧化铟锡(InSnO)、氧化铜铝(CuAlO2)、氧化银(Ag2O)、氧化镓(Ga2O3)、氧化锌锡(ZnSnO)、氧化锌铟锡(ZITO)或与上述TCO结合的其它氧化物，
TCN：氮化钛(TiN)、氮化铬(CrN)、氮化钨(WN)、氮化钽(TaN)或氮化铌(NbN)，
TCON：与氧(O)和氮(N)结合的铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、镉(Cd)、镓(Ga)、铝(Al)、镁(Mg)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)和钯(Pd)中的至少一种。
17、如权利要求15所述的III族氮化物类发光二极管，其中，欧姆改性层和插入层具有大约0.1nm至大约100nm的厚度，反射金属层具有大约50nm或更薄的厚度。
18、如权利要求15所述的III族氮化物类发光二极管，其中，欧姆改性层和插入层中的至少一个由具有10微米或更小尺寸的孔、点和棒中的至少一个均匀地形成。
19、如权利要求8所述的III族氮化物类发光二极管，其中，基底包含绝缘材料，III族氮化物类发光二极管还包括：
第一氮化物类缓冲层，插入到基底和n型氮化物类覆层之间；
第二氮化物类缓冲层，插入到n型氮化物类覆层和p型氮化物类覆层之间；
p型电极片，形成在反射金属层上；
n型电极片，形成在n型氮化物类覆层上。
20、一种III族氮化物类半导体装置，包括：
基底；
p型氮化物类覆层，形成在基底上；
氮化物类有源层，形成在p型氮化物类覆层上；
n型氮化物类覆层，形成在氮化物类有源层上；
至少一个热分解氮化物类导电层，形成在n型氮化物类覆层上。
21、如权利要求20所述的III族氮化物类半导体装置，其中，所述热分解氮化物导电层是透明多层n型肖特基接触层，其包含从由镍氮化物(Ni-N)、铜氮化物(Cu-N)、锌氮化物(Zn-N)、铟氮化物(In-N)和锡氮化物(Sn-N)组成的组中选出的至少一种。
22、如权利要求20所述的III族氮化物类半导体装置，其中，所述热分解氮化物导电层是透明多层n型肖特基接触层，其包含与包含从由镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)组成的组中选出的至少两种的合金结合的氮化物。
23、如权利要求21所述的III族氮化物类半导体装置，其中，为了改善在n型氮化物类覆层的界面处的肖特基接触，所述透明多层n型肖特基接触层包含从由金属、基于所述金属的合金/固溶体、导电氧化物、透明导电氧化物(TCO)、透明导电氮化物(TCN)和透明导电氮氧化物(TCON)组成的组中选出的至少一种。
24、如权利要求23所述的III族氮化物类半导体装置，其中，金属、基于所述金属的合金/固溶体、导电氧化物、透明导电氧化物(TCO)、透明导电氮化物(TCN)和透明导电氮氧化物(TCON)如下：
金属：铂(Pt)、钯(Pd)、镍(Ni)、金(Au)、铑(Rh)、钌(Ru)、铱(Ir)、银(Ag)、锌(Zn)、镁(Mg)、铍(Be)、铜(Cu)、钴(Co)、锡(Sn)或稀土金属，
合金/固溶体：基于以上金属的合金/固溶体，
导电氧化物：镍氧化物(Ni-O)、铑氧化物(Rh-O)、钌氧化物(Ru-O)、铱氧化物(Ir-O)、铜氧化物(Cu-O)、钴氧化物(Co-O)、钨氧化物(W-O)或钛氧化物(Ti-O)，
TCO：氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)、氧化镉(CdO)、氧化镁锌(MgZnO)、氧化铟锌(InZnO)、氧化铟锡(InSnO)、氧化铜铝(CuAlO2)、氧化银(Ag2O)、氧化镓(Ga2O3)、氧化锌锡(ZnSnO)、氧化锌铟锡(ZITO)或与上述TCO结合的其它氧化物，
TCN：氮化钛(TiN)、氮化铬(CrN)、氮化钨(WN)、氮化钽(TaN)或氮化铌(NbN)，
TCON：与氧(O)和氮(N)结合的铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、镉(Cd)、镓(Ga)、铝(Al)、镁(Mg)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)和钯(Pd)中的至少一种。
25、如权利要求20所述的III族氮化物类半导体装置，还包括插入到n型氮化物类覆层和透明多层n型肖特基接触层之间的隧道结层。
26、如权利要求20所述的III族氮化物类半导体装置，其中，所述热分解氮化物导电层是透明多层n型欧姆接触层，其包含从由镍氮化物(Ni-N)、铜氮化物(Cu-N)、锌氮化物(Zn-N)、铟氮化物(In-N)和锡氮化物(Sn-N)组成的组中选出的至少一种。
27、如权利要求20所述的III族氮化物类半导体装置，其中，所述热分解氮化物导电层是透明多层n型欧姆接触层，其包含与包含从由镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)组成的组中选出的至少两种的合金结合的氮化物。
28、如权利要求26所述的III族氮化物类半导体装置，其中，为了改善在n型氮化物类覆层的界面处的欧姆接触，所述透明多层n型欧姆接触层包含从由金属、基于所述金属的合金/固溶体、导电氧化物、透明导电氧化物(TCO)、透明导电氮化物(TCN)和透明导电氮氧化物(TCON)组成的组中选出的至少一种。
29、如权利要求28所述的III族氮化物类半导体装置，其中，金属、导电氧化物、透明导电氧化物(TCO)、透明导电氮化物(TCN)和透明导电氮氧化物(TCON)如下：
金属：铂(Pt)、钯(Pd)、镍(Ni)、金(Au)、铑(Rh)、钌(Ru)、铱(Ir)、银(Ag)、锌(Zn)、镁(Mg)、铍(Be)、铜(Cu)、钴(Co)、锡(Sn)或稀土金属，
合金/固溶体：基于以上金属的合金/固溶体，
导电氧化物：镍氧化物(Ni-O)、铑氧化物(Rh-O)、钌氧化物(Ru-O)、铱氧化物(Ir-O)、铜氧化物(Cu-O)、钴氧化物(Co-O)、钨氧化物(W-O)或钛氧化物(Ti-O)，
TCO：氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)、氧化镉(CdO)、氧化镁锌(MgZnO)、氧化铟锌(InZnO)、氧化铟锡(InSnO)、氧化铜铝(CuAlO2)、氧化银(Ag2O)、氧化镓(Ga2O3)、氧化锌锡(ZnSnO)、氧化锌铟锡(ZITO)或与上述TCO结合的其它氧化物，
TCN：氮化钛(TiN)、氮化铬(CrN)、氮化钨(WN)、氮化钽(TaN)或氮化铌(NbN)，
TCON：与氧(O)和氮(N)结合的铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、镉(Cd)、镓(Ga)、铝(Al)、镁(Mg)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)和钯(Pd)中的至少一种。
30、如权利要求26所述的III族氮化物类半导体装置，其中，透明多层n型欧姆接触层还包括形成在n型氮化物类覆层上的颗粒，所述颗粒包含金属、合金、固溶体、导电氧化物、TCO、TCN、TCON和热分解氮化物的至少一种。
31、如权利要求26所述的III族氮化物类半导体装置，其中，基底包含导电材料，键合材料层和反射多层p型欧姆接触层顺序地堆叠在基底和p型氮化物类覆层之间，n型电极片形成在透明多层n型欧姆接触层上。
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