CN102709429A - 具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片 - Google Patents

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董鹏
闫建昌
王军喜
孙莉莉
曾建平
丛培沛
李晋闽
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Abstract

一种具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片，包括：一衬底；一AlN模板层，其生长在衬底上；一N型AlGaN层，其生长在AlN模板层上；一多量子阱的有源区，其生长在N型AlGaN层上；一电子阻挡层，其生长在多量子阱的有源区上；一P型过渡层，其生长在电子阻挡层上；一P型接触层，其生长在P型过渡层上；一反射欧姆接触电极，其制作在P型接触层上；采用所述基片制备的紫外发光二极管的发光波长范围在200nm-365nm之间。具有较高的紫外反射率，从而提高了紫外发光二极管的光提取效率。

Description

具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片
技术领域
本发明属于半导体技术领域，特别是具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片。该发明可以有效的提高紫外发光二极管的光提取效率，并具有良好的欧姆接触性能。
背景技术
目前，紫外(200nm-365nm)发光二极管采用倒装结构(flip-chip)、倒装薄膜结构(thin film flip-chip)或垂直结构，即量子阱中发出的紫外光从蓝宝石或N型层一侧发射出来。由于P型层和P电极对紫外光(200nm-365nm)的强吸收和较低的反射率，使量子阱向P型层一侧辐射的光则被P型层以及其上面的电极吸收，从而不能被提取出来，造成较低的光提取效率和光辐射功率损失严重。虽然银反射镜对蓝光的反射率达到90％以上，但是对200nm-365nm波段的紫外光的反射率较低(＜10％)。未被提取的光大部分被吸收转换成热量，使器件温度上升，缩短了器件寿命。虽然，铝在紫外波段的反射率较高，但是由于P型层的功函数较高(7.5eV)，而铝的功函数只有4.28eV，因此铝与P型层难以获得欧姆特性的接触。目前，200-365nm波段的紫外发光二极管为了获得较好的电学性能，一般不使用反射镜。因此本发明将提供一种既能获得高紫外波段反射率，又能获得良好欧姆接触性能的方案。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片，其是应用于倒装结构、倒装薄膜或垂直结构的紫外发光二极管的高反射率欧姆接触电极，既具有良好的欧姆接触性能，又具有较高的紫外反射率，从而保证紫外发光二极管的较好的电学性能的条件小，提高发光二极管的光提取效率。
本发明提供一种具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片，包括：
一衬底；
一AlN模板层，其生长在衬底上；
一N型AlGaN层，其生长在AlN模板层上；
一多量子阱的有源区，其生长在N型AlGaN层上；
一电子阻挡层，其生长在多量子阱的有源区上；
一P型过渡层，其生长在电子阻挡层上；
一P型接触层，其生长在P型过渡层上；
一反射欧姆接触电极，其制作在P型接触层上；
采用所述基片制备的紫外发光二极管的发光波长范围在200nm-365nm之间。
附图说明
为了进一步说明本发明的本发明的内容，以下结合附图和实施例做详细描述如后，其中：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
请参照图1所示，本发明一种具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片，包括：
一衬底11，该衬底11的材料为蓝宝石或AlN；
一AlN模板层12，其采用金属有机化合物气相沉积(MOCVD)的方法生长在衬底11上，其厚度为0.1-10μm；
一N型AlGaN层13，其采用MOCVD法生长在AlN模板层12上，其厚度为1-5μm；
一多量子阱的有源区14，其采用MOCVD法生长在N型AlGaN层13上，其材料为AlxGa1-xN/AlyGa1-yN基材料，其中0≤x＜y≤1；
一电子阻挡层15，其采用MOCVD法生长在多量子阱的有源区14上，其材料为高Al组分的AlGaN材料，其Al组分比多量子阱有源区14、P型过渡层16以及P型接触层17中的Al组分高，以达到电子阻挡作用的目的；
一P型过渡层16，其采用MOCVD法生长在电子阻挡层15上，其材料为AlGaN材料，其Al组分比多量子阱有源区14中的Al组分低，但是不低于P型接触层17中的Al组分；
一P型接触层17，其采用MOCVD法生长在P型过渡层16上，该P型接触层17的材料为P型AlxGa1-xN，其中0≤x＜1，其厚度为5nm-3000nm，其空穴浓度为1017cm-3-1018cm-3；
一反射欧姆接触电极18，其制作在P型接触层17上，该反射欧姆接触电极18包括：一欧姆接触层181，以及在其上依次制作的金属反射镜层182和金属保护层183，所述欧姆接触层181为镍、铂、镍/金或铂/金中的一种，其厚度为0.1-20nm，所述金属反射镜层182的材料为金属铝，其厚度为50nm-500nm，所述金属保护层183的材料为钛/金、镍/金、铂/金或钯/金，其厚度为20nm-2000nm，该反射欧姆接触电极18的制作方法为电子束蒸发或磁控溅射；该反射欧姆接触电极18的制作是在清洗，光刻，台面刻蚀，N电极蒸发和退火合金等紫外发光二极管主要工艺后进行，主要步骤如下：
步骤1：在P型接触层17上光刻出P电极图形；
步骤2：用HCl∶DI H2O＝1∶1溶液清洗去除P型接触层18上的氧化层，去离子水冲洗后，N起吹干；
步骤3：在10-6Pa-10-8Pa的真空度下蒸发或溅射欧姆接触层181，为了降低该欧姆接触层对紫外光的吸收，该层厚度只有0.1-20nm，完成后剥离去胶；
步骤4：在含氧气的气氛下200-600℃退火0.1-30分钟，退火后形成高功函数的氧化镍或氧化铂，能够与高功函数的P型接触层17形成较好的欧姆接触；
步骤5：再重复一次P电极光刻工艺，再电子束蒸发铝/钛/金。其中铝为金属反射镜层182，钛/金为金属保护层183，完成后不再进行退火，因为退火会造成铝团聚，降低反射率。至此，完成具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片制作。
所述的紫外发光二极管为A1xGa1-xN基的材料，其中0≤x≤1。
采用所述基片制备的紫外发光二极管的发光波长范围在200nm-365nm之间。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片，包括：
一衬底；
一AlN模板层，其生长在衬底上；
一N型AlGaN层，其生长在AlN模板层上；
一多量子阱的有源区，其生长在N型AlGaN层上；
一电子阻挡层，其生长在多量子阱的有源区上；
一P型过渡层，其生长在电子阻挡层上；
一P型接触层，其生长在P型过渡层上；
一反射欧姆接触电极，其制作在P型接触层上；
采用所述基片制备的紫外发光二极管的发光波长范围在200nm-365nm之间。
2.根据权利要求1所述的具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片，其中反射欧姆接触电极包括：一欧姆接触层，以及在其上依次制作的金属反射镜层和金属保护层。
3.根据权利要求1所述的具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片，其中衬底的材料为蓝宝石或AlN。
4.根据权利要求1所述的具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片，其中P型接触层的材料为P型AlxGa1-xN，其中0≤x＜1，其厚度为5nm-3000nm。
5.根据权利要求2所述的具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片，其中欧姆接触层的材料为镍、铂、镍/金或铂/金，其厚度为0.1-20nm。
6.根据权利要求2所述的具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片，其中金属反射镜层的材料为金属铝，其厚度为50nm-500nm。
7.根据权利要求2所述的具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片，其中金属保护层的材料为钛/金、镍/金、铂/金或钯/金中的一种，其厚度为20nm-2000nm。
8.根据权利要求2所述的具有反射欧姆接触电极的紫外发光二极管的基片，其中紫外发光二极管为AlxGa1-xN基的材料，其中0≤x＜1。
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