CN102484185A - 半导体发光二极管及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种半导体发光二极管，该半导体发光二极管包括：半导体层，具有发光结构；欧姆电极，包括位于半导体层上的纳米点层、接触层、防扩散层和覆盖层，其中，纳米点层形成在半导体层的N极表面上，并且由包括Ag、Al和Au中的至少一种的物质形成。还提供了一种半导体发光二极管的制造方法。在这种类型的半导体发光二极管中的具有包括纳米点层/接触层/防扩散层/覆盖层的多层结构的欧姆电极中，纳米点层构成氮化物半导体的N极表面，并且改善电荷注入特性，从而可以获得显著的欧姆特性，同时接触层用作扩散阻挡层并且抑制了由于在氮气气氛热处理时和高温高电流注入条件下产生的热引起的劣化，因此热稳定性优异。

Description

半导体发光二极管及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体发光二极管及其制造方法，更具体地讲，涉及这样一种半导体发光二极管及其制造方法，该半导体发光二极管包括形成在发光结构的半导体层上且用于施加外部电源的欧姆电极。
背景技术
半导体发光二极管(LED)具有长的寿命，允许尺寸的减小和重量的减轻，对光表现出强的方向性，并且可以在低电压下进行工作。此外，半导体发光二极管对冲击和振动具有高的耐受性，不需要预热和复杂的驱动电路，并且可以封装成各种形状。具体地讲，由于氮化物基半导体发光二极管具有高的能带隙使得光能够以从紫外线到蓝/红色的宽波段输出，并且表现出优异的物理/化学稳定性以实现高效率和高输出，所以氮化物基半导体发光二极管备受关注。由于这样的氮化物半导体LED允许通过现有的红色LED和绿色LED的组合来发射白光，所以期望氮化物LED将在若干年内取代现有的白炽灯、荧光灯、水银灯和白光发光装置。
然而，传统的氮化物基LED在光输出、发光效力和价格方面并不令人满意，需要改进性能。具体地讲，传统的LED需要改进仍然比现有的白光源的光输出低的光输出，并且要克服因改善光输出而导致的热稳定性问题。
同时，通过在蓝宝石基底上形成氮化物基n型层、氮化物基活性层和氮化物基p型层，并且水平地放置用于向n型层和p型层施加电源的两个电极来制造典型的氮化物半导体发光二极管。由于可以通过相对简单的工艺来制造这种侧面型发光二极管，所以优势在于制造成本低，但是作为绝缘体且表现出低导热率的蓝宝石基底的使用导致通过对大面积施加电流的高输出和热积聚时的热稳定性降低。
为了克服典型的发光二极管的这些问题，提出了垂直型半导体发光二极管和倒装芯片型半导体发光二极管。在该结构中，反射层形成在p型电极上，并且使活性层中产生的光能够穿过n型电极发射到外部，并且使用具有高导热率的金属基底代替蓝宝石基底以允许对大面积施加电流和快速散热，从而确保高输出和热稳定性。由于这种垂直型半导体发光二极管通过使最大施加电流比侧面型半导体发光二极管的最大施加电流增大几倍来实现高输出，所以得到的评价是垂直型半导体发光二极管可以取代现有的白光发光装置。
同时，为了改善垂直型半导体发光二极管的工作电压特性，需要使n型电极具有低电阻特性。对于垂直型半导体发光二极管，使用金属基底或诸如Si、Ge等的半导体基底作为支撑基底，并且通过激光剥离(LLO)来去除蓝宝石基底。此时，由于晶片键合温度以及金属基底和GaN层之间的热膨胀系数的差异大，导致难以在激光剥离后的高温下执行退火。因此，在本领域通常使用可以在室温下形成而无需退火的Cr/Au和Ti/Aln型欧姆电极。然而，这种欧姆电极的问题在于：欧姆特性容易劣化，因在形成电极后用于形成SiO2保护层的退火过程中或在将高电流注入到大面积发光二极管中的过程中产生的热而导致工作电压升高。此外，Ti/Al电极的问题在于：Al可被容易氧化并且Ti/Al电极可容易被各种溶液蚀刻。因此，需要开发出可以在沉积后立即表现出低接触电阻同时满足优异的热稳定性以在热处理后保持低接触电阻的n型欧姆电极。
此外，需要半导体发光二极管具有大的面积，以实现在高电流注入时对光输出的进一步改善。这里，电极(例如，n型电极)的面积也逐渐增大，以改善在高电流注入时的电流扩展特性。然而，由于诸如Cr/Au电极或Ti/Al电极的普通n型电极使用具有低反射率的厚的Cr层或Ti层，所以n型电极的吸收来自活性层的光的部分随着n型电极面积的增大而增大，从而对光输出的改善造成障碍。因此，也需要能够以低欧姆电阻表现出高反射率的n型欧姆电极。
另外，在制造垂直型半导体发光二极管时，首先在基体基底上形成氮化物半导体层，在氮化物半导体层的上表面上(即，在镓(Ga)面上)形成p型电极，并且通过在将辅助基底附于p型电极之后使基体基底分离，在氮化物半导体层的下表面上(即，在氮(N)面上)形成n型电极。然而，与Ga面不同，在不退火的情况下难以利用N面获得良好的欧姆特性，并且辅助基底(金属基底)与氮化物半导体层之间的热膨胀系数的差异使得难以对N面本身执行退火。这样，传统的形成在N面上的Cr/Au电极或Ti/Al电极表现出不期望的欧姆特性并且具有低的热稳定性。
发明内容
技术问题
本发明旨在解决这样的问题，并且本发明的实施例提供了一种半导体发光二极管及其制造方法，该半导体发光二极管具有优异的热稳定性以在高温环境下欧姆特性很少劣化，并且包括不仅位于氮化物半导体层的Ga面而且位于氮化物半导体层的N面的具有优异的欧姆特性的欧姆电极。
技术方案
根据本发明的一个方面，一种半导体发光二极管包括：半导体层，具有发光结构；欧姆电极，具有形成在半导体层上的纳米点层、接触层、防扩散层和覆盖层。这里，纳米点层形成在半导体层的N面上并且由Ag、Al和Au中的至少一种形成，接触层由从Ti、Ti-Al合金、Ti-Ni合金、Ta、Al、W和W-Ti合金中选择的至少一种材料形成，防扩散层由从Cr层、Ru层、Pt层、Ni层、Pd层、Ir层、Rh层和Nb层中选择的至少一种金属层或者从RuOx层、NiOx层、IrOx层、RhOx层、NbOx层、TiOx层、TaOx层和CrOx层中选择的至少一种氧化物层形成，覆盖层由Au和Al中的至少一种形成。
纳米点层可以包括通过沉积Ag然后在氮气气氛下进行退火形成的纳米级Ag点。这里，纳米点层可以具有
Figure BDA0000141333590000031
至
Figure BDA0000141333590000032
的厚度。
接触层可以由Ti形成，防扩散层可以由Cr形成，覆盖层可以由Au形成。这里，接触层可以具有
Figure BDA0000141333590000033
至
Figure BDA0000141333590000034
的厚度，防扩散层可以具有
Figure BDA0000141333590000035
至
Figure BDA0000141333590000036
的厚度。
半导体层可以包括n型层、活性层和p型层，并且欧姆电极可以形成在n型层的N面上。
根据本发明的另一方面，一种制造半导体发光二极管的方法包括：形成具有发光结构的半导体层；在半导体层的N面上形成纳米点层；以及在纳米点层上形成具有接触层、反射层、防扩散层和覆盖层的欧姆电极，其中，纳米点层由Ag、Al和Au中的至少一种形成，接触层由从Ti、Ti-Al合金、Ti-Ni合金、Ta、Al、W和W-Ti合金中选择的至少一种材料形成，防扩散层由从Cr层、Ru层、Pt层、Ni层、Pd层、Ir层、Rh层和Nb层中选择的至少一种金属层或者从RuOx层、NiOx层、IrOx层、RhOx层、NbOx层、TiOx层、TaOx层和CrOx层中选择的至少一种氧化物层形成，覆盖层由Au和Al中的至少一种形成。
可以通过在半导体层的N面上沉积Ag，然后在氮气气氛下进行退火来形成纳米点层。
接触层可以由Ti形成，防扩散层可以由Cr形成，覆盖层可以由Au形成。
根据本发明的又一方面，一种半导体发光二极管包括：半导体层，具有发光结构；以及欧姆电极，具有形成在半导体层上的纳米点层、接触层、反射层、防扩散层和覆盖层。这里，纳米点层形成在半导体层的N面上并且由Ag、Al和Au中的至少一种形成；接触层由从Ni、Ni-Ti合金、Ni-Al合金、Ti-Al合金、Mg-Al合金、Ta、Ti、W和W-Ti合金中选择的至少一种材料形成；反射层由从Al、Ag、Ag-Al合金、Ag-Cu合金、Ag-In合金、Ag-Mg合金、Al-Cu合金、Al-In合金和Al-Mg合金中选择的至少一种材料形成；防扩散层由从Ti层、Cr层、Ru层、Pt层、Ni层、Pd层、Ir层、Rh层、Nb层、W层和W-Ti合金层中选择的至少一种金属层或者从RuOx层、NiOx层、IrOx层、RhOx层、NbOx层、TiOx层、TaOx层和CrOx层中选择的至少一种氧化物层形成；覆盖层由Au和Al中的至少一种形成。
纳米点层可以包括通过沉积Ag然后在氮气气氛下进行退火形成的纳米级Ag点。这里，纳米点层可以具有
Figure BDA0000141333590000041
至
Figure BDA0000141333590000042
的厚度。
接触层可以由Ti形成，反射层可以由Al形成，防扩散层可以由Ti形成，覆盖层可以由Au形成。这里，接触层可以具有
Figure BDA0000141333590000043
至
Figure BDA0000141333590000044
的厚度，反射层可以具有至
Figure BDA0000141333590000046
的厚度。
半导体层可以包括n型层、活性层和p型层，并且欧姆电极可以形成在n型层的N面上。
根据本发明的再一方面，一种制造半导体发光二极管的方法包括：形成具有发光结构的半导体层；在半导体层的N面上形成纳米点层；以及在纳米点层上形成具有接触层、反射层、防扩散层和覆盖层的欧姆电极，其中，纳米点层由Ag、Al和Au中的至少一种形成，接触层由从Ni、Ni-Ti合金、Ni-Al合金、Ti-Al合金、Mg-Al合金、Ta、Ti、W和W-Ti合金中选择的至少一种材料形成，反射层由从Al、Ag、Ag-Al合金、Ag-Cu合金、Ag-In合金、Ag-Mg合金、Al-Cu合金、Al-In合金和Al-Mg合金中选择的至少一种材料形成，防扩散层由从Ti层、Cr层、Ru层、Pt层、Ni层、Pd层、Ir层、Rh层、Nb层、W层和W-Ti合金层中选择的至少一种金属层或者从RuOx层、NiOx层、IrOx层、RhOx层、NbOx层、TiOx层、TaOx层和CrOx层中选择的至少一种氧化物层形成，覆盖层由Au和Al中的至少一种形成。
可以通过在半导体层的N面上沉积Ag，然后在氮气气氛下进行退火来形成纳米点层。
接触层可以由Ni形成，反射层可以由Al形成，防扩散层可以由Ti形成，覆盖层可以由Au形成。
有益效果
在根据一些实施例的包括纳米点层/接触层/防扩散层/覆盖层的多层结构的欧姆电极中，纳米点层形成在氮化物半导体层的N面上，并且通过对电荷注入特性的改善提供了优异的欧姆特性，接触层用作扩散阻挡件并且抑制了由于在氮气气氛下退火、高温、高电流注入的条件下产生的热引起的劣化，从而提供了优异的热稳定性。
此外，根据实施例的包括纳米点层/接触层/反射层/防扩散层/覆盖层的多层结构的欧姆电极可以具有优异的反射率，从而防止了因对光的吸收造成的光输出的减少，并且可以无需单独的退火就表现出优异的欧姆特性，从而能够通过施加高电流进行高输出。
具体地讲，根据实施例的包括纳米点层/接触层/反射层/防扩散层/覆盖层的多层结构的欧姆电极可以适于垂直型半导体发光二极管，所述垂直型发光二极管表现出不期望的欧姆特性并且由于金属基底和氮化物半导体层之间的热膨胀系数的差异导致即使通过退火也难以改善欧姆特性。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的半导体发光二极管的剖视图；
图2至图5是用来制造根据本发明第一实施例的半导体发光二极管的工艺的剖视图；
图6是描绘根据发明示例和对比示例的欧姆电极的电流-电压特性的曲线图；
图7是描绘根据发明示例和对比示例的欧姆电极的接触电阻的变化的曲线图；
图8是描绘应用根据发明示例和对比示例的欧姆电极的半导体发光二极管的电流-电压特性的曲线图；
图9是根据本发明第二实施例的半导体发光二极管的剖视图；
图10是用来制造根据本发明第二实施例的半导体发光二极管的工艺的剖视图；
图11是描绘根据发明示例和对比示例的欧姆电极的电流-电压特性的曲线图；
图12是描绘根据发明示例和对比示例的欧姆电极的反射率的曲线图；
图13是根据本发明第三实施例的半导体发光二极管的剖视图；
图14至图16是用来制造根据本发明第三实施例的半导体发光二极管的工艺的剖视图；
图17是根据本发明第四实施例的半导体发光二极管的剖视图；
图18是用来制造根据本发明第四实施例的半导体发光二极管的工艺的剖视图；
图19是根据本发明第一修改例的半导体发光二极管的剖视图。
具体实施方式
在下文中将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开是彻底的，并且这些实施例将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。
在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。附图中相同的标号表示相同的元件。此外，将理解的是，当诸如层、膜、区域或基底的元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件上时，不存在中间元件。
<第一实施例>
图1是根据本发明第一实施例的半导体发光二极管的剖视图。
参照图1，根据第一实施例的半导体发光二极管包括：半导体层120，包括n型层121、活性层122和p型层123；n型电极180，形成在n型层121的上表面上；p型电极130，形成在p型层123的下表面上。半导体发光二极管还可包括附于p型电极130的下表面的支撑基底170。这里，n型电极180是多层结构的欧姆电极，该多层结构的欧姆电极包括形成在半导体层120上的纳米点层181、接触层182、防扩散层183和覆盖层184，并且与半导体层120欧姆接触。
半导体层120包括n型层121、活性层122和p型层123，n型层121、活性层122和p型层123中的每个可以由选自于Si层、GaN层、AlN层、InGaN层、AlGaN层、AlInGaN层和它们的组合中的至少一种形成。例如，n型层121和p型层123由GaN层形成，活性层122由InGaN层形成。
这里，n型层121是提供电子的层，并且可以由n型半导体层和n型覆层构成。可以通过将例如Si、Ge、Se、Te、C等的n型掺杂剂注入到如上所述的半导体层中来形成n型半导体层和n型覆层。此外，p型层123是提供空穴的层，并且可以由p型半导体层和p型覆层构成。可以通过将例如Mg、Zn、Be、Ca、Sr、Ba等的p型掺杂剂注入到如上所述的半导体层中来形成p型半导体层和p型覆层。
在活性层122中，从n型层121提供的电子与从p型层123提供的空穴复合，从而输出特定波长的光。活性层122可以是通过交替地堆叠阱层和势垒层形成的以具有单量子阱结构或多量子阱结构的多层半导体层。由于从活性层122发射的光的波长根据活性层的半导体材料而改变，所以根据期望的输出波长来适当地选择半导体材料。例如，在该实施例中，通过以下方法来形成发光结构的半导体层120：沉积薄的GaN层并注入n型杂质以形成n型层121，交替地沉积作为势垒层的薄的GaN层和作为阱层的薄的InGaN层以形成多量子阱结构的活性层122，在活性层上沉积薄的GaN层并且注入p型杂质以形成p型层123。
n型电极180与p型电极130垂直地设置，p型电极130构成反射活性层122中产生的光使得大部分光可以沿n型层121的方向发出的反射面。n型电极180是多层结构的欧姆电极，该多层结构的欧姆电极包括顺序地形成在半导体层120的N面上的纳米点层181、接触层182、防扩散层183和覆盖层184。
此时，可以在氮气气氛下通过退火由从Ag、Al和Au中选择的至少一种材料来形成纳米点层181。此外，接触层182可以由从Ti、Ti-Al合金、Ti-Ni合金、Ta、Al、W和W-Ti合金中选择的至少一种材料形成，防扩散层183可以由从Cr层、Ru层、Pt层、Ni层、Pd层、Ir层、Rh层和Nb层中选择的至少一种金属层或者从RuOx层、NiOx层、IrOx层、RhOx层、NbOx层、TiOx层、TaOx层和CrOx层中选择的至少一种氧化物层形成。此外，覆盖层184可以由Au和Al中的至少一种形成。例如，在根据该实施例的n型电极180中，纳米点层181由Ag形成，接触层由Ti形成，防扩散层由Cr形成，覆盖层由Au形成。
由于去除了半导体层120的生长基底，即，基体基底，所以支撑基底170起着支撑整个结构120、130、180的作用。为了允许支撑基底170附于p型电极130的下表面，可以在支撑基底170和p型电极130之间形成覆盖层160、结合层150和防扩散层140。防扩散层140起着防止p型电极130的材料在结合p型电极130和支撑基底170的工艺期间的热的作用下扩散到相邻的层中的作用。
接着，将参照图2至图5来描述制造根据该实施例的半导体发光二极管的工艺。这里，图2至图5是解释制造根据第一实施例的半导体发光二极管的工艺的剖视图。
参照图2，通过在准备好的基底110上顺序地堆叠n型层121、活性层122和p型层123来形成多层结构的半导体层120。基底110可以是蓝宝石(Al2O3)基底、碳化硅(SiC)基底、硅(Si)基底、氧化锌(ZnO)基底、砷化镓(GaAs)基底或磷化镓(GaP)基底。有利的是，可以使用蓝宝石基底。
参照图3，通过在半导体层120上沉积金属层来形成p型电极130，并且在p型电极130上形成防扩散层140、结合层150和覆盖层160，然后通过结合工艺将支撑基底170结合到覆盖层160。
在该实施例中，使用热结合来附着支撑基底170，并且在p型电极130上形成防扩散层140以防止p型电极130的材料在加热过程中进行扩散。同时，为了使活性层122中产生的大部分光能够沿着n型层121的方向发射，可以由表现出优良反射率的例如Ag或Au的导电材料来形成p型电极130，并且支撑基底170可以是金属基底或者诸如Si、Ge等的半导体基底。
参照图4，执行激光剥离工艺以去除基体基底110。然后，如图5所示，使支撑基底170翻转，对附于支撑基底170的上侧的半导体层120进行台面蚀刻。在一些实施例中，该工艺还可以包括针对半导体层120的表面处理，以增强与将在后续工艺中形成的n型电极180的界面粘附性。
再次参照图5，在暴露的半导体层120的n型层121的表面上薄薄地沉积厚度为大约
Figure BDA0000141333590000091
至
Figure BDA0000141333590000092
的Ag，然后在氮气气氛下进行退火，从而形成由纳米级的点构成的Ag纳米点层181。Ag纳米点层181形成在n型层121的N面上。然后，在Ag纳米点层181上堆叠Ti接触层182、Cr防扩散层183和Au覆盖层184，然后进行图案化，从而形成Ag纳米点层/Ti/Cr/Au结构的n型电极180。
这里，如果Ag纳米点层181的厚度小于
Figure BDA0000141333590000093
则由于点的尺寸过小导致电流注入效率降低；如果点形的层181的厚度大于
Figure BDA0000141333590000094
则难以形成点。因此，Ag纳米点层181优选地形成为
Figure BDA0000141333590000095
至
Figure BDA0000141333590000096
的厚度。如果Ti接触层182的厚度小于
Figure BDA0000141333590000097
则Ti接触层182不能起到接触层的作用；如果Ti接触层182的厚度大于
Figure BDA0000141333590000098
则由于因厚度增加引起的薄层内的应力增加会导致粘附性劣化。因此，Ti接触层182优选地形成为
Figure BDA0000141333590000099
至
Figure BDA00001413335900000910
的厚度。厚度小于
Figure BDA00001413335900000911
的Cr防扩散层183不足以防止迁移，厚度大于
Figure BDA00001413335900000912
的Cr防扩散层183会因比电阻的增大而导致电学性能劣化。因此，Cr防扩散层183优选地形成为
Figure BDA00001413335900000913
至
Figure BDA00001413335900000914
的厚度。如果Au覆盖层184的厚度小于
Figure BDA00001413335900000915
则覆盖层184不适于引线键合；如果覆盖层184的厚度大于
Figure BDA00001413335900000916
则出现制造成本增加的问题。因此，覆盖层184优选地形成为
Figure BDA00001413335900000917
至
Figure BDA00001413335900000918
的厚度。此外，n型电极180可以形成为整体厚度为
Figure BDA00001413335900000919
至
Figure BDA00001413335900000920
在该实施例中，通过电子束蒸发器在半导体层120上将Ag纳米点层、Ti接触层、Cr防扩散层和Au覆盖层顺序地形成为例如
Figure BDA00001413335900000921
的厚度。
然后，在形成n型电极180和p型电极130之后，可以在150℃至600℃含有氮和氧的气氛下进一步执行退火，用于在保证热稳定性的同时改善粘附特性和欧姆特性。
同时，为了确定在根据第一实施例的半导体发光二极管中与半导体层120欧姆接触的n型电极180的特性，制备了根据发明示例和传统示例的半导体发光二极管。发明示例采用了根据第一实施例的Ag纳米点层/Ti/Cr/Au欧姆电极，对比示例采用了传统的Cr/Au欧姆电极。
图6是描绘根据发明示例和对比示例的欧姆电极的电流-电压特性的曲线图，欧姆电极的电流-电压特性是在沉积后立即测量的和在大约350℃的氮气气氛下退火1分钟后测量的。
参照图6，发明示例的Ag纳米点层/Ti/Cr/Au欧姆电极和对比示例的Cr/Au欧姆电极在刚刚沉积后提供了基本相似的电流-电压曲线。然而，Cr/Au电极的电流-电压特性在刚刚退火后严重劣化，而Ag纳米点层/Ti/Cr/Au欧姆电极即使在退火后仍保持了电流-电压特性。电流-电压曲线的斜率(I/V)的倒数是指电阻R，可以看出，发明示例的Ag纳米点层/Ti/Cr/Au欧姆电极的电阻变化比对比示例的传统Cr/Au欧姆电极的电阻变化小，从而提供了优异的热稳定性。这样，根据发明示例的Ag纳米点层/Ti/Cr/Au欧姆电极具有优异的热稳定性并且即使在高温环境下也保持了低电阻的欧姆特性，使得可以向半导体层施加高电流，从而能够进一步改善来自发光二极管的光输出。
图7是描绘根据发明示例和对比示例的欧姆电极的接触电阻的变化的曲线图，其中，通过改变氮气气氛下的退火温度来测量接触电阻的变化。
为了确定欧姆电极的电学特性，通过由肖特基(Schottky)提出的转移长度方法(TLM)来计算接触电阻。在TLM中，基于两个电极之间的电流(I)-电压(V)曲线来获得0V时的电阻RT，其中，每个电极具有被分为d1、d2、d3和d4的长度。然后，由曲线描绘出根据距离测量的电阻RT，并根据下面的等式对测量的电阻RT进行外推以计算出接触电阻。
R T = R S d Z + 2 R C [ &Omega; ]
rC＝RC×Z(μm)×10-4[Ωcm]
&rho; C = r c 2 R S [ &Omega; cm 2 ]
(这里，RT指金属电极之间的电阻[Ω]，RS指半导体层的片电阻[Ω]，d指金属电极之间的距离，Z指金属电极的宽度，ρc指接触电阻率。)
参照图7，在刚刚沉积后，根据发明示例的Ag纳米点层/Ti/Cr/Au欧姆电极具有7.4×10-5Ωcm2的低接触电阻率，根据对比示例的Cr/Au欧姆电极也具有8.3×10-5Ωcm2的低接触电阻率。然而，在350℃下的氮气气氛中退火后，Cr/Au电极的接触电阻率快速升高到3.53×10-1Ωcm2，而Ti/Cr/Au欧姆电极保持4.7×10-4Ωcm2的低接触电阻率。因此，可以确认的是：根据发明示例的Ag纳米点层/Ti/Cr/Au欧姆电极具有优于根据对比示例的Cr/Au欧姆电极的热稳定性。
图8是描绘应用根据发明示例和对比示例的欧姆电极的半导体发光二极管的电流-电压特性的曲线图。这里，使用的是Cr/Au欧姆电极以及在大约350℃的氮气气氛下退火1分钟后的Ag纳米点层/Ti/Cr/Au欧姆电极。
参照图8，可以确认的是，包括根据发明示例的Ag纳米点层/Ti/Cr/Au欧姆电极的半导体发光二极管具有优于包括根据对比示例的Cr/Au欧姆电极的半导体发光二极管的电流-电压特性的电流-电压特性。在注入电流为20mA的条件下，Ag纳米点层/Ti/Cr/Au欧姆电极表现出大约2.8V的优异的工作电压。
这样，对于Ag纳米点层/Ti/Cr/Au结构的欧姆电极180，Ag纳米点层181增强了到半导体层120中的电荷注入特性，Ti接触层182通过用作n型层121和Cr/Au电极183、184之间的扩散阻挡件而抑制了因在氮气气氛下退火、高温和高电流注入的条件下产生的热导致的互混，从而提供了优异的热稳定性。因此，包括Ag纳米点层/Ti/Cr/Au结构的欧姆电极的半导体发光二极管具有低的工作电压和改善的热稳定性。此外，可以在Ag纳米点层/Ti/Cr/Au结构的欧姆电极中类似地获得这样的结果，其中，由Al和Au中的至少一种代替Ag形成纳米点层，可以使用从Ti-Al合金、Ti-Ni合金、Ta、Al、W和W-Ti合金中选择的至少一种材料代替Ti，可以使用从Ru、Pt、Ni、Pd、Ir、Rh和Nb中选择的至少一种材料代替Cr，可以使用Al代替Au。
<第二实施例>
图9是根据本发明第二实施例的半导体发光二极管的剖视图。
参照图9，根据第二实施例的半导体发光二极管包括：半导体层120，包括n型层121、活性层122和p型层123；n型电极1180，形成在n型层121的上表面上；p型电极130，形成在p型层123的下表面上。半导体发光二极管还包括附于p型电极130的下表面以支撑整个结构120、130和1180的支撑基底170。这里，n型电极1180是多层结构的欧姆电极，该多层结构的欧姆电极包括形成在半导体层120上的纳米点层1181、接触层1182、反射层1183、防扩散层1184和覆盖层1185，并且与半导体层120欧姆接触。
半导体层120包括n型层121、活性层122和p型层123，n型层121、活性层122和p型层123中的每个可以由选自于Si层、GaN层、AlN层、InGaN层、AlGaN层、AlInGaN层和它们的组合中的至少一种形成。例如，n型层121和p型层123由GaN层形成，活性层122由InGaN层形成。对包括n型层121、活性层122和p型层123的半导体层的描述与前述实施例相同，因此将在此省略重复的描述。
n型电极1180连接到驱动电源的负电势，并起着向半导体层120的n型层121注入电子的作用，p型电极130连接到驱动电源的正电势，并起着向半导体层120的p型层123注入空穴的作用。具体地讲，n型电极1180与p型电极130垂直地设置，p型电极130构成反射活性层122中产生的光的反射面，从而大部分光可以沿n型层121的方向发出。此外，n型电极1180是多层结构的欧姆电极，该多层结构的欧姆电极包括顺序地形成在半导体层120的N面上的纳米点层1181、接触层1182、反射层1183、防扩散层1184和覆盖层1185。
这里，可以在氮气气氛下通过退火由从Ag、Al和Au中选择的至少一种材料来形成纳米点层1181。此外，接触层1182可以由从Ni、Ni-Ti合金、Ni-Al合金、Ti-Al合金、Mg-Al合金、Ta、Ti、W和W-Ti合金中选择的至少一种材料形成，反射层1183可以由从Al、Ag、Ag-Al合金、Ag-Cu合金、Ag-In合金、Ag-Mg合金、Al-Cu合金、Al-In合金和Al-Mg合金中选择的至少一种材料形成。此外，防扩散层1184可以由从Ti层、Cr层、Ru层、Pt层、Ni层、Pd层、Ir层、Rh层、Nb层、W层和W-Ti合金层中选择的至少一种金属层或者从RuOx层、NiOx层、IrOx层、RhOx层、NbOx层、TiOx层、TaOx层和CrOx层中选择的至少一种氧化物层形成。此外，覆盖层1185可以由Au和Al中的至少一种形成。例如，在根据该实施例的n型电极1180中，纳米点层1181由Ag形成，接触层1182由Ni形成，反射层1183由Al形成，防扩散层1184由Ti形成，覆盖层1185由Au形成。
由于去除了半导体层120的生长基底，即，基体基底，所以支撑基底170起着支撑整个结构120、130、1180的作用。为了允许支撑基底170附于p型电极130的下表面，可以在支撑基底170和p型电极130之间形成覆盖层160、结合层150和防扩散层140。防扩散层140起着防止p型电极130的材料在结合p型电极130和支撑基底170的工艺期间的热的作用下扩散到相邻的层中的作用。
除了在半导体层120上形成Ag纳米点层/Ni/Al/Ti/Au结构的n型电极1180之外，制造如上所述构造的半导体发光二极管的工艺与参照图2至图4描述的制造半导体发光二极管的工艺相同。因此，在对参照图10的工艺的描述中，为了清晰起见，将省略重复的描述。图10是用来制造根据本发明第二实施例的半导体发光二极管的工艺的剖视图。
参照图10，在暴露的半导体层120的n型层121的表面上薄薄地沉积厚度为大约
Figure BDA0000141333590000131
至
Figure BDA0000141333590000132
的Ag，然后在氮气气氛下进行退火，从而形成由纳米级的点构成的Ag纳米点层1181。在n型层121的N面上形成Ag纳米点层1181。然后，在Ag纳米点层1181上堆叠Ni接触层1182、Al反射层1183、Ti防扩散层1184和Au覆盖层1185，然后进行图案化，从而形成Ag纳米点层/Ni/Al/Ti/Au的n型电极1180。
这里，如果Ag纳米点层1181的厚度小于则由于点的尺寸过小导致电流注入效率降低；如果Ag纳米点层1181的厚度大于
Figure BDA0000141333590000134
则难以形成点。因此，Ag纳米点层1181优选地形成为
Figure BDA0000141333590000135
至
Figure BDA0000141333590000136
的厚度。如果Ni接触层1182的厚度小于
Figure BDA0000141333590000137
则Ni接触层1182不能起到接触层的作用；如果Ni接触层1182的厚度大于
Figure BDA0000141333590000138
则由于对光的吸收而导致透光性劣化。因此，Ni接触层1182优选地形成为至
Figure BDA00001413335900001310
的厚度。Al反射层1183需要至少
Figure BDA00001413335900001311
的厚度以获得高的反射率，但是如果Al反射层1183的厚度超过
Figure BDA00001413335900001312
则由于Al的迁移会导致电极的热稳定性劣化。因此，Al反射层1183优选地形成为
Figure BDA00001413335900001313
至
Figure BDA00001413335900001314
的厚度。厚度小于
Figure BDA00001413335900001315
的Ti防扩散层1184不足以防止迁移，厚度大于
Figure BDA00001413335900001316
的Ti防扩散层1184会由于厚度增加导致的薄层内的应力增加而导致粘附性下降。因此，Ti防扩散层1184优选地形成为
Figure BDA00001413335900001317
至
Figure BDA00001413335900001318
的厚度。如果Au覆盖层1185的厚度小于则覆盖层1185不适于引线键合；如果覆盖层1185的厚度大于
Figure BDA00001413335900001320
则出现制造成本增加的问题。因此，覆盖层1185优选地形成为
Figure BDA00001413335900001321
至
Figure BDA00001413335900001322
的厚度。例如，在该实施例中，通过电子束蒸发器在半导体层120上将Ag纳米点层、Ni接触层、Al反射层、Ti防扩散层和Au覆盖层顺序地形成为例如
Figure BDA00001413335900001323
的厚度。
然后，在形成n型电极1180和p型电极130之后，可以在150℃至600℃含有氮和氧的气氛下进一步执行退火，用于在保证热稳定性的同时改善粘附特性和欧姆特性。
同时，为了确定在根据第二实施例的半导体发光二极管中与半导体层120欧姆接触的n型电极1180的特性，制备了根据发明示例和对比示例的半导体发光二极管。发明示例采用了根据第二实施例的Ag纳米点层/Ni/Al/Ti/Au欧姆电极，对比示例采用了传统的Cr/Au欧姆电极。
图11是描绘根据发明示例和对比示例的欧姆电极的电流-电压特性的曲线图，其中，A线是根据发明示例的Ag纳米点层/Ni/Al/Ti/Au欧姆电极的电流-电压曲线，B线是根据对比示例的Cr/Au欧姆电极的电流-电压曲线。
为了确定欧姆电极的电学特性，通过由肖特基提出的TLM来计算欧姆电阻率。
根据图11中的电流-电压曲线和TLM，根据对比示例的Cr/Au欧姆电极具有大约8.3×10-5Ωcm2的欧姆电阻率，而根据发明示例的Ag纳米点层/Ni/Al/Ti/Au欧姆电极具有7.4×10-5Ωcm2的欧姆电阻率。这样，由于根据发明示例的Ag纳米点层/Ni/Al/Ti/Au欧姆电极的欧姆电阻率即使在沉积后不进行另外的退火的情况下也比根据对比示例的Cr/Au欧姆电极的欧姆电阻率低，因此能够通过工作电压的降低来降低发光二极管的功耗。
图12是描绘根据发明示例和对比示例的欧姆电极的反射率的曲线图，其中，在460nm的波长处测量反射率。在图12中，A线表示根据发明示例的Ag纳米点层/Ni/Al/Ti/Au欧姆电极的反射率，B线表示根据对比示例的Cr/Au欧姆电极的反射率。此外，I线是参考线，表示Ag镜的反射率。
参照图12，根据对比示例的Cr/Au欧姆电极具有参考线的大约55％的低反射率(B线)，而根据发明示例的Ag纳米点层/Ni/Al/Ti/Au欧姆电极具有参考线的大约88％的高反射率(A线)。因此，根据发明示例的Ag纳米点层/Ni/Al/Ti/Au欧姆电极可以通过对光吸收的减少来进一步增强光输出。
这样，Ag纳米点层/Ni/Al/Ti/Au结构的欧姆电极1180形成在半导体层120的N面上，并且在无需另外退火的情况下表现出低的欧姆电阻率和高的反射率。由于Ag纳米点层1181增强了到半导体层120中的电荷注入特性，所以获得了这样的效果。此外，可以在Ag纳米点层/Ni/Al/Ti/Au结构的欧姆电极中类似地获得这样的结果，其中，由Al和Au中的至少一种代替Ag形成纳米点层，可以使用从Ni-Ti合金、Ni-Al合金、Ti-Al合金、Mg-Al合金、Ta、Ti、W和W-Ti合金中选择的至少一种材料代替Ni，可以使用从Ag、Ag-Al合金、Ag-Cu合金、Ag-In合金、Ag-Mg合金、Al-Cu合金、Al-In合金和Al-Mg合金中选择的至少一种材料代替Al，可以使用从Cr层、Ru层、Pt层、Ni层、Pd层、Ir层、Rh层、Nb层、W层和W-Ti合金层中选择的至少一种金属层或者从RuOx层、NiOx层、IrOx层、RhOx层、NbOx层、TiOx层、TaOx层和CrOx层中选择的至少一种氧化物层代替Ti，可以使用Al代替Au。
<第三实施例>
根据本发明的Ag纳米点层/Ti/Cr/Au结构的欧姆电极也可以应用于侧面型半导体发光二极管。接下来，将描述根据第三实施例的以侧面结构设置n型电极和p型电极的半导体发光二极管。这里，将省略或者将简要描述重复的描述。
图13是根据本发明第三实施例的半导体发光二极管的剖视图。
参照图13，根据第三实施例的半导体发光二极管包括：半导体层220，包括顺序地形成在基底210上的n型层221、活性层222和p型层223；n型电极230，形成在n型层221的暴露区域上；p型电极240，形成在p型层223上。这里，n型电极230和p型电极240中的至少一个是多层结构的欧姆电极，该多层结构的欧姆电极包括形成在半导体层220上的纳米点层231/241、接触层232/242、防扩散层233/243和覆盖层234/244，并且与半导体层220欧姆接触。
接下来，将参照图14至图16来描述制造具有如上所述构造的半导体发光二极管的工艺。这里，图14至图16是用来制造根据本发明第三实施例的半导体发光二极管的工艺的剖视图。
参照图14，通过在准备好的基底210上顺序地堆叠n型层221、活性层222和p型层223来形成多层结构的半导体层220。基底210可以是蓝宝石(Al2O3)基底、碳化硅基底、硅基底、氧化锌基底、砷化镓基底或磷化镓基底。具体地讲，有利的是可以使用蓝宝石基底。
半导体层220可以由从Si层、GaN层、AlN层、InGaN层、AlGaN层、AlInGaN层和它们的组合中选择的至少一层来构成。在该实施例中，通过沉积薄的GaN层并将n型杂质注入到该GaN层中来形成n型层221，通过在n型层221上交替地沉积作为势垒层的薄的GaN层和作为阱层的薄的InGaN层来形成多量子阱结构的活性层222。然后，通过沉积薄的GaN层并注入p型杂质在活性层222上形成p型层223。虽然在附图中没有示出，还可以在基底210和n型层221之间添加缓冲层，以消除因基底210和n型层221之间的晶格失配导致的应力，从而有助于将在后续工艺中形成的n型层221的有效生长。
参照图15，对p型层223和活性层222的某一区域进行台面蚀刻，以暴露n型层221上将要形成n型电极230的部分。然后，可以对半导体层220进行表面处理，以增强与后面的层的界面特性。
参照图16，在n型层221和p型层223的暴露表面上薄薄地沉积厚度为大约
Figure BDA0000141333590000161
至的Ag，然后在氮气气氛下进行退火，从而形成由纳米级的点构成的Ag纳米点层231/241。Ag纳米点层231/241形成在n型层221和p型层223的Ga面上。然后，在Ag纳米点层231/241上堆叠Ti接触层232/242、Cr防扩散层233/243和Au覆盖层234/244，然后进行图案化，从而形成Ag纳米点层/Ti/Cr/Au结构的n型电极230和p型电极240。这里，可以由Al和Au中的至少一种代替Ag形成纳米点层。此外，可以使用从Ti-Al合金、Ti-Ni合金、Ta、Al、W和W-Ti合金中选择的至少一种材料代替Ti，可以使用从Ru、Pt、Ni、Pd、Ir、Rh和Nb中选择的至少一种材料代替Cr，可以使用Al代替Au。
然后，在形成n型电极230和p型电极240之后，可以在150℃至600℃含有氮和氧的气氛下进一步执行退火，用于在保证热稳定性的同时改善粘附特性和欧姆特性。
在这种Ag纳米点层/Ti/Cr/Au结构的欧姆电极230/240中，Ag纳米点层231/241增强了到半导体层220中的电荷注入特性，Ti接触层232/242通过用作n型层与Cr/Au电极233/243、234/244之间的扩散阻挡件而抑制了因在氮气气氛下退火、高温和高电流注入的条件下产生的热导致的互混，从而提供了优异的热稳定性。因此，包括Ag纳米点层/Ti/Cr/Au结构的欧姆电极230/240的半导体发光二极管具有较低的工作电压和改善的热稳定性。
<第四实施例>
根据本发明的Ag纳米点层/Ni/Al/Ti/Au结构的欧姆电极也可以应用于侧面型半导体发光二极管。接下来，将描述根据第四实施例的以侧面结构设置n型电极和p型电极的半导体发光二极管。这里，将省略或者将简要描述重复的描述。
图17是根据本发明第四实施例的半导体发光二极管的剖视图。
参照图17，根据第四实施例的半导体发光二极管包括：半导体层220，包括顺序地形成在基底210上的n型层221、活性层222和p型层223；n型电极2230，形成在n型层221的暴露区域上；p型电极2240，形成在p型层223上。这里，n型电极2230和p型电极2240中的至少一个是多层结构的欧姆电极，该多层结构的欧姆电极包括形成在半导体层220上的纳米点层2231/2241、接触层2232/2242、反射层2233/2243、防扩散层2234/2244和覆盖层2235/2245，并且与半导体层220欧姆接触。
除了在半导体层220上形成Ag纳米点层/Ni/Al/Ti/Au结构的n型电极2230和/或p型电极2240之外，制造如上所述构造的半导体发光二极管的工艺与参照图14和图15描述的工艺相同。因此，在对参照图18的工艺的描述中，为了清晰起见，将省略重复的描述。图18是用来制造根据本发明第四实施例的半导体发光二极管的工艺的剖视图。
参照图18，在n型层221和p型层223的暴露表面上薄薄地沉积厚度为大约
Figure BDA0000141333590000171
至
Figure BDA0000141333590000172
的Ag，然后在氮气气氛下进行退火，从而形成由纳米级的点构成的Ag纳米点层2231/2241。在n型层221和p型层223的Ga面上形成Ag纳米点层2231/2241。然后，在Ag纳米点层2231/2241上堆叠Ni接触层2232/2242、Al反射层2233/2243、Ti防扩散层2234/2244和Au覆盖层2235/2245，然后进行图案化，从而形成具有Ag纳米点层/Ni/Al/Ti/Au结构的n型电极2230和p型电极2240。这里，可以由Al和Au中的至少一种代替Ag形成纳米点层。此外，可以使用从Ni-Ti合金、Ni-Al合金、Ti-Al合金、Mg-Al合金、Ta、Ti、W和W-Ti合金中选择的至少一种材料代替Ni，可以使用从Ag、Ag-Al合金、Ag-Cu合金、Ag-In合金、Ag-Mg合金、Al-Cu合金、Al-In合金和Al-Mg合金中选择的至少一种材料代替Al，可以使用从Cr层、Ru层、Pt层、Ni层、Pd层、Ir层、Rh层、Nb层、W层和W-Ti合金层中选择的至少一种金属层或者从RuOx层、NiOx层、IrOx层、RhOx层、NbOx层、TiOx层、TaOx层和CrOx层中选择的至少一种氧化物层代替Ti，可以使用Al代替Au。
然后，在形成n型电极2230和p型电极2240之后，可以在150℃至600℃含有氮和氧的气氛下进一步执行退火，用于在保证热稳定性的同时改善粘附特性和欧姆特性。
在如图18所示的这种侧面型半导体发光二极管中，从活性层222发射的大部分光可以被发出而不是被吸收到具有高反射率的n型电极2230中，从而提供了进一步改善的光输出。
图19是根据本发明第一修改例的半导体发光二极管的剖视图。
参照图19，半导体发光二极管包括形成在基底210上的半导体层220，其中，在基底210的上表面上具有漫反射图案211。漫反射图案211可以具有半球形结构。这种半球形图案211引起对从活性层222发射的光的漫反射，从而提供进一步改善的光输出。
在如图19所示的这种侧面型半导体发光二极管中，从活性层222发射的大部分光可以被发出而不是被吸收到具有高反射率的n型电极2230中，从而提供了进一步改善的光输出。
虽然已经结合附图参照一些实施例说明了本发明，但是应该理解，提供这些实施例仅是为了说明，并且这些实施例并不意图限制本发明的范围，本发明的范围仅由权利要求及其等同物来限制。
因此，本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种修改和变化。
<标号说明>
110、210：基体基底            170：支撑基底
120、220：半导体层            121、221：n型层
122、222：活性层              123、223：p型层
130、240、2240：p型电极       180、230、2230：n型电极

Claims (21)

1.一种半导体发光二极管，所述半导体发光二极管包括：
半导体层，具有发光结构；
欧姆电极，具有形成在半导体层上的纳米点层、接触层、防扩散层和覆盖层，
其中，纳米点层形成在半导体层的N面上并且由Ag、Al和Au中的至少一种形成，
接触层由从Ti、Ti-Al合金、Ti-Ni合金、Ta、Al、W和W-Ti合金中选择的至少一种材料形成，
防扩散层由从Cr层、Ru层、Pt层、Ni层、Pd层、Ir层、Rh层和Nb层中选择的至少一种金属层或者从RuOx层、NiOx层、IrOx层、RhOx层、NbOx层、TiOx层、TaOx层和CrOx层中选择的至少一种氧化物层形成，
覆盖层由Au和Al中的至少一种形成。
2.如权利要求1所述的半导体发光二极管，其中，纳米点层包括通过沉积Ag然后在氮气气氛下进行退火形成的纳米级Ag点。
3.如权利要求1所述的半导体发光二极管，其中，纳米点层具有
Figure FDA0000141333580000011
至的厚度。
4.如权利要求1所述的半导体发光二极管，其中，接触层由Ti形成，防扩散层由Cr形成，覆盖层由Au形成。
5.如权利要求1所述的半导体发光二极管，其中，接触层具有
Figure FDA0000141333580000013
至
Figure FDA0000141333580000014
的厚度。
6.如权利要求1所述的半导体发光二极管，其中，防扩散层具有
Figure FDA0000141333580000015
至
Figure FDA0000141333580000016
的厚度。
7.如权利要求1至5中任一项所述的半导体发光二极管，其中，半导体层包括n型层、活性层和p型层，并且欧姆电极形成在n型层的N面上。
8.一种制造半导体发光二极管的方法，所述方法包括：
形成具有发光结构的半导体层；
在半导体层的N面上形成纳米点层；以及
在纳米点层上形成具有接触层、反射层、防扩散层和覆盖层的欧姆电极，
其中，纳米点层由Ag、Al和Au中的至少一种形成，接触层由从Ti、Ti-Al合金、Ti-Ni合金、Ta、Al、W和W-Ti合金中选择的至少一种材料形成，防扩散层由从Cr层、Ru层、Pt层、Ni层、Pd层、Ir层、Rh层和Nb层中选择的至少一种金属层或者从RuOx层、NiOx层、IrOx层、RhOx层、NbOx层、TiOx层、TaOx层和CrOx层中选择的至少一种氧化物层形成，覆盖层由Au和Al中的至少一种形成。
9.如权利要求8所述的方法，其中，通过在半导体层的N面上沉积Ag，然后在氮气气氛下进行退火来形成纳米点层。
10.如权利要求8所述的方法，其中，接触层由Ti形成，防扩散层由Cr形成，覆盖层由Au形成。
11.如权利要求8所述的方法，所述方法还包括：在形成欧姆电极之前对半导体层执行表面处理。
12.一种半导体发光二极管，所述半导体发光二极管包括：
半导体层，具有发光结构；以及
欧姆电极，具有形成在半导体层上的纳米点层、接触层、反射层、防扩散层和覆盖层，
其中，纳米点层形成在半导体层的N面上并且由Ag、Al和Au中的至少一种形成，
接触层由从Ni、Ni-Ti合金、Ni-Al合金、Ti-Al合金、Mg-Al合金、Ta、Ti、W和W-Ti合金中选择的至少一种材料形成，
反射层由从Al、Ag、Ag-Al合金、Ag-Cu合金、Ag-In合金、Ag-Mg合金、Al-Cu合金、Al-In合金和Al-Mg合金中选择的至少一种材料形成，
防扩散层由从Ti层、Cr层、Ru层、Pt层、Ni层、Pd层、Ir层、Rh层、Nb层、W层和W-Ti合金层中选择的至少一种金属层或者从RuOx层、NiOx层、IrOx层、RhOx层、NbOx层、TiOx层、TaOx层和CrOx层中选择的至少一种氧化物层形成，
覆盖层由Au和Al中的至少一种形成。
13.如权利要求12所述的半导体发光二极管，其中，纳米点层包括通过沉积Ag然后在氮气气氛下进行退火形成的纳米级Ag点。
14.如权利要求12所述的半导体发光二极管，其中，纳米点层具有至
Figure FDA0000141333580000022
的厚度。
15.如权利要求12所述的半导体发光二极管，其中，接触层由Ti形成，反射层由Al形成，防扩散层由Ti形成，覆盖层由Au形成。
16.如权利要求12所述的半导体发光二极管，其中，接触层具有至
Figure FDA0000141333580000032
的厚度。
17.如权利要求12所述的半导体发光二极管，其中，反射层具有
Figure FDA0000141333580000033
至
Figure FDA0000141333580000034
的厚度。
18.如权利要求12至16中任一项所述的半导体发光二极管，其中，半导体层包括n型层、活性层和p型层，并且欧姆电极形成在n型层的N面上。
19.一种制造半导体发光二极管的方法，所述方法包括：
形成具有发光结构的半导体层；
在半导体层的N面上形成纳米点层；以及
在纳米点层上形成具有接触层、反射层、防扩散层和覆盖层的欧姆电极，
其中，纳米点层由Ag、Al和Au中的至少一种形成，接触层由从Ni、Ni-Ti合金、Ni-Al合金、Ti-Al合金、Mg-Al合金、Ta、Ti、W和W-Ti合金中选择的至少一种材料形成，反射层由从Al、Ag、Ag-Al合金、Ag-Cu合金、Ag-In合金、Ag-Mg合金、Al-Cu合金、Al-In合金和Al-Mg合金中选择的至少一种材料形成，防扩散层由从Ti层、Cr层、Ru层、Pt层、Ni层、Pd层、Ir层、Rh层、Nb层、W层和W-Ti合金层中选择的至少一种金属层或者从RuOx层、NiOx层、IrOx层、RhOx层、NbOx层、TiOx层、TaOx层和CrOx层中选择的至少一种氧化物层形成，覆盖层由Au和Al中的至少一种形成。
20.如权利要求19所述的方法，其中，通过在半导体层的N面上沉积Ag，然后在氮气气氛下进行退火来形成纳米点层。
21.如权利要求19所述的方法，其中，接触层由Ni形成，反射层由Al形成，防扩散层由Ti形成，覆盖层由Au形成。
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