CN109860346B - 一种改善电极界面接触性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光电材料技术领域，尤其是一种改善电极界面接触性能的方法，本发明通过在p‑GaN本体表面蒸镀一层厚度为0.1～10nm的钼接触层，然后将其置于pH为2.5±0.05，容量为50ml的铬酸水溶液中，通电腐蚀1～10分钟，然后用氨水和双氧水混合液和盐酸溶液清洗外延片，甩干后立即蒸镀一层厚度为100～200nm的银层。本发明通过在p‑GaN本体表面蒸镀钼层，电化学腐蚀钼层后，会残留有小部分功函数高于5eV的钼的氧化物MoO3，大大改善Ag和p‑GaN之间欧姆接触性能，并且由于钼接触层相对较稳定，无需插入银层来保护钼被氧化，因此会节省很多的贵金属银，进一步降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及光电材料技术领域，尤其是一种改善电极界面接触性能的方法。
背景技术
随着发光二极管产品的日渐成熟，市场对发光二极管的需求也是越来越大，尤其是大功率发光二极管的需求。因而，对发光二极管芯片的性能也要求更加严格，倒装芯片和垂直芯片应运而生。
在所有金属体系中，银的反射率最高，对波长为470-520nm的蓝绿光反射率高达96％，因此通常用银来作为p型GaN的接触层。但是，银的功函数只有4.35eV，与p型GaN的功函数7.5eV相去甚远，直接接触会形成比较高的肖特基势垒，很难形成较好的欧姆接触。并且，银直接和p-GaN接触的粘附性比较差，在发光二极管芯片的制造中比较容易脱落，为了消除这两个问题对电极的影响，现有技术通常是在Ag和p-GaN之间插入一层镍来改善其性能。插入镍的方法一般是先清洗p型GaN表面，然后在p型GaN表面蒸镀Ni/Ag(1nm/100nm)，即插入镍的同时要覆盖一层银以保护插入的镍不被氧化，接着不经任何处理就洗掉这层蒸镀层，甩干后立即蒸镀200nm的银。残留的镍会起到改善p型GaN界面接触的作用。
但是，现有技术插入镍的时候，需要用贵金属银来保护，防止其被氧化，然后将银清洗掉，不仅制造成本高，而且造成了一定浪费。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种改善电极界面接触性能的方法，本发明通过在Ag和p-GaN之间插入一层钼，不仅可以大大改善他们之间的接触性能，形成比较好的欧姆接触，并且能节约生产成本。
本发明的技术方案为：一种改善电极界面接触性能的方法，在p-GaN本体外延片表面蒸镀一层厚度为0.1～10nm的钼接触层，然后将其置于pH＝2.5±0.05，容量为50ml的铬酸水溶液中，通电腐蚀1～10分钟，其中，电流为80mA，电压为9.5V，然后用氨水和双氧水混合液和盐酸溶液清洗外延片，甩干后立即蒸镀一层厚度为100～200nm的银层。
进一步的，所述的p-GaN本体外延片使用前，需用丙酮、酒精、去离子水，在超声波环境下对其进行清洗，以去除表面油脂等污染物。
进一步的，所述p-GaN本体外延片是Mg掺杂的GaN，为了提高空穴密度，需要进行Mg进行激活处理。
进一步的，激活p-GaN本体外延片的方法为两步退火法，具体为：第一次退火是在氮气气氛下，温度为900～1000℃下退火25～35s，第二次退火是在温度为700～800℃下退火5～35min。
进一步的，第二步退火完成后需要使用硫酸与双氧水的混合溶液对p-GaN本体外延片进行清洗。
进一步的，所述的铬酸水溶液为少许固态铬酸溶于蒸馏水中，制成铬酸水溶液，之后逐渐增加固态铬酸和蒸馏水的含量，将铬酸水溶液搅拌均匀，直至铬酸水溶液的pH＝2.5±0.01。
进一步的，在p-GaN本体外延片表面蒸镀钼层、以及蒸镀银层采用方法为电子束蒸发法，并且所使用的钼的纯度为99.99％。
本发明的有益效果为：本发明的钼电极具有高温强度高，使用寿命长的，有比较高的使用温度和表面电流强度，空气稳定性好；本发明通过在p-GaN本体表面蒸镀钼层，电化学腐蚀钼层后，会残留有小部分功函数高于5eV的钼的氧化物MoO3，可以大大改善Ag和p-GaN之间欧姆接触性能，形成比较好的欧姆接触，并且由于钼层相对较稳定，无需插入银层来保护钼被氧化，因此会节省很多的贵金属银，进一步降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
本发明提供一种改善电极界面接触性能的方法，本发明通过在Ag和p-GaN之间插入一层钼，不仅可以大大改善他们之间的接触性能，形成比较好的欧姆接触，并且能节约生产成本，如图1所示。
实施例1
S1)、将p-GaN外延片置于丙酮、酒精、去离子水中，在超声波环境下进行清洗，以去除表面油脂等污染物；
S2)、将p-GaN外延片用两步退火法进行Mg激活，具体为：第一次退火是在氮气气氛下温度为950℃下退火30s，接着在温度为750℃下退火30分钟进行第二次退火，然后用硫酸和双氧水混合溶液清洗表面；
S3)、采用电子束蒸发的方式在p-GaN外延片表面蒸镀一层厚度为5nm的钼接触层；
S4)、取少许固态铬酸溶于蒸馏水中，制成铬酸水溶液，然后逐渐增加固态铬酸和蒸馏水的含量，将铬酸水溶液搅拌均匀，直至测得pH＝2.5，容量为50ml的铬酸水溶液；
S5)、将蒸镀钼层的p-GaN外延片置于配置好的铬酸水溶液中，通电腐蚀5分钟，其中，电流I＝80mA，电压V＝9.5V；
S6)、然后用氨水和双氧水混合液和盐酸溶液清洗外延片，甩干后立即用电子束蒸发的方式蒸镀一层厚度为150nm的银层。
实施例2
S1)、将p-GaN外延片置于丙酮、酒精、去离子水中，在超声波环境下进行清洗，以去除表面油脂等污染物；
S2)、将p-GaN外延片用两步退火法进行Mg激活，具体为：第一次退火是在氮气气氛下温度为1000℃下退火25s，接着在温度为700℃下退火30分钟进行第二次退火，然后用硫酸和双氧水混合溶液清洗表面；
S3)、采用电子束蒸发的方式在p-GaN外延片表面蒸镀一层厚度为10nm的钼接触层；
S4)、取少许固态铬酸溶于蒸馏水中，制成铬酸水溶液，然后逐渐增加固态铬酸和蒸馏水的含量，将铬酸水溶液搅拌均匀，直至测得pH＝2.5，容量为50ml的铬酸水溶液；
S5)、将蒸镀钼层的p-GaN外延片置于配置好的铬酸水溶液中，通电腐蚀3分钟，其中，电流I＝80mA，电压V＝9.5V；
S6)、然后用氨水和双氧水混合液和盐酸溶液清洗外延片，甩干后立即用电子束蒸发的方式蒸镀一层厚度为100nm的银层。
实施例3
S1)、将p-GaN外延片置于丙酮、酒精、去离子水中，在超声波环境下进行清洗，以去除表面油脂等污染物；
S2)、将p-GaN外延片用两步退火法进行Mg激活，具体为：第一次退火是在氮气气氛下温度为900℃下退火25s，接着在温度为790℃下退火20分钟进行第二次退火，然后用硫酸和双氧水混合溶液清洗表面；
S3)、采用电子束蒸发的方式在p-GaN外延片表面蒸镀一层厚度为0.8nm的钼接触层；
S4)、取少许固态铬酸溶于蒸馏水中，制成铬酸水溶液，然后逐渐增加固态铬酸和蒸馏水的含量，将铬酸水溶液搅拌均匀，直至测得pH＝2.5，容量为50ml的铬酸水溶液；
S5)、将蒸镀钼层的p-GaN外延片置于配置好的铬酸水溶液中，通电腐蚀8分钟，其中，电流I＝80mA，电压V＝9.5V；
S6)、然后用氨水和双氧水混合液和盐酸溶液清洗外延片，甩干后立即用电子束蒸发的方式蒸镀一层厚度为130nm的银层。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (8)
1.一种改善电极界面接触性能的方法，其特征在于：在p-GaN本体外延片表面蒸镀一层厚度为0.1～10nm的钼接触层，然后将其置于pH＝2.5±0.05，容量为50ml的铬酸水溶液中，通电腐蚀1～10分钟，然后用氨水和双氧水混合液和盐酸溶液清洗外延片，甩干后立即蒸镀一层厚度为100～200nm的银层。
2.根据权利要求1所述的一种改善电极界面接触性能的方法，其特征在于：所述的p-GaN本体外延片使用前，先用丙酮、酒精、去离子水在超声波条件下对其进行清洗，以去除表面油脂。
3.根据权利要求2所述的一种改善电极界面接触性能的方法，其特征在于：所述p-GaN本体外延片是Mg掺杂的GaN，并对Mg进行激活处理，以提高空穴密度。
4.根据权利要求3所述的一种改善电极界面接触性能的方法，其特征在于：激活p-GaN本体外延片的方法为两步退火法，具体为：第一次退火是在氮气气氛下，温度为900～1000℃下退火25～35s，第二次退火是在温度为700～800℃下退火5～35min。
5.根据权利要求4所述的一种改善电极界面接触性能的方法，其特征在于：第二步退火完成后使用硫酸与双氧水的混合溶液对p-GaN本体外延片进行清洗。
6.根据权利要求1所述的一种改善电极界面接触性能的方法，其特征在于：所述的铬酸水溶液为少许固态铬酸溶于蒸馏水中，制成铬酸水溶液，然后逐渐增加固态铬酸和蒸馏水的含量，将铬酸水溶液搅拌均匀，直至铬酸水溶液的pH为2.5±0.01。
7.根据权利要求1所述的一种改善电极界面接触性能的方法，其特征在于：在p-GaN本体外延片表面蒸镀钼接触层、以及蒸镀银层采用方法为电子束蒸发法，并且所使用的钼的纯度为99.99％。
8.根据权利要求1所述的一种改善电极界面接触性能的方法，其特征在于：通电腐蚀的电流为80mA，电压为9.5V。
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