CN1150632C - 氮化镓基化合物半导体器件及其制作方法 - Google Patents

Abstract

用汽相淀积在p⁺层上形成包括钴(Co)的层，并把包括金(Au)的层形成在其上。通过热处理将这两层合金化，以便形成透光电极。因此，透光电极有降低的接触电阻和改善的透光性，并长时间内提供稳定的发光图形。此外，由于钴(Co)是一种有较大功函数的元素，所以可获得令人满意的欧姆特性。

Description

氮化镓基化合物半导体器件 及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种有在p型氮化镓(GaN)基化合物半导体层上形成的透光电极和电极焊盘的器件。

背景技术

在普通的化合物半导体中，由于仅仅依靠淀积金属不能获得欧姆接触，所以通过在半导体表面淀积金属和加热金属、以将其转换为合金并使金属扩散进半导体中来获得欧姆接触。

即使当p型GaN基化合物半导体经受降低电阻的处理，例如用电子束照射，但这样处理的半导体仍有比n型GaN基化合物半导体高的电阻率。因此，在这类p型GaN基化合物半导体中，p型层在横向方向上几乎没有电流流过，仅在电极正下方的那一部分发光。

在这些情况下，已推荐有透光特性和欧姆特性的电流扩散电极，淀积各层的厚度为几十埃的镍(Ni)层和金(Au)层，并加热金属层形成该电流扩散电极(参见日本特开平6-314822)。

可是，淀积各自厚度为几十埃的镍(Ni)和金(Au)并加热金属来形成的电极会产生这样的问题，即发光图形质量随时间变长而劣化，导致驱动电压增加。不过，该电极在初始阶段有令人满意的光学特性和电特性。

质量劣化的原因如下所述。由于淀积的镍(Ni)和金(Au)层过薄，所以在加热期间，部分镍(Ni)被金(Au)取代，使暴露在电极表面的镍(Ni)氧化，形成NiO。当使电流在此状态下流过电极时，NiO就与气氛中存在的水的OH^-基反应，形成由NiOOH构成的物质，如下列式(1)所示。由于NiOOH与金(Au)和GaN基化合物半导体有较差的侵润性，使NiOOH凝结。结果，发光图形质量就随经过时间和电极接触电阻的增加而劣化。因此，采用推荐电极的现有技术的器件在光学和电特性上不佳。

                  (1)

再有，由于这种电流扩散电极较薄，因而在其上形成由Ni/Au成Au制成的用于焊接的电极焊盘。

但是，上述常规技术的器件在电极焊盘和电流扩散电极之间没有足够的粘附力。因此，如果在其上形成电极焊盘的电流扩散电极的表面被沾污的情况下，就会出现这样的问题，即最终得到的器件存在诸如电极焊盘剥落和较差的发光图形的问题。此外，即使电极焊盘对于电流扩散电极有令人满意的粘附力，但却不能直接观察出现在粘接焊盘形状中的发光，不可避免的导致发光损失。

再有，还存在如下的另一问题。

在普通的GaN基化合物半导体中，仅通过掺入一种p型杂质不能获得低电阻率的p型导电性。因此，建议用电子束照射掺杂的半导体使掺有p型杂质的GaN基化合物半导体有p型低电阻(参见日本特开平2-257679)，或把掺杂的半导体进行加热退火来提供p型低电阻(参见日本特开平5-183189)。还有进行加热退火，在为形成电极而合金化的同时提供p型低电阻的建议(参见日本特开平8-51235)。

可是，在采用日本特开平5-183189中披露的加热退火方法中，为了获得饱和的低电阻率，应该在不低于700℃的温度下进行热处理。尽管这种半导体一般采用铝作为主要的电极材料，但为了电极合金化，使用不低于700℃的温度，这会产生诸如因铝熔化引起的形成铝球、损伤表面形态、增加电极的接触电阻和引线键合故障等问题。

因此，应该在相对较低的500至600℃的温度下进行用于电极合金化的热处理。可是，应该指出，在500至600℃的温度下进行用于提供p型低电阻率的热处理不能产生足够低的电阻率。因此，必须以分开的步骤分别进行用于提供p型低电阻的热处理和用于电极合金化的热处理。

另一方面，日本特开平8-51235中披露了通过在400至800℃的温度下进行热处理，在电极合金化的同时进行提供p型低电阻的建议。但是，这种方法有如下问题。在获得令人满意的电极合金的较低温度范围内，提供的p型低电阻不充分。在适合充分提供p型低电阻的高温区，不能令人满意地进行电极合金化，导致接触电阻增加和不良的欧姆特性。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供有透光特性和欧姆特性、在较长时间内保持稳定的发光图形和稳定驱动电压的GaN基化合物半导体发光器件，并提供制造该器件的方法。

本发明的另一目的在于通过热处理对GaN基化合物半导体提供p型低电阻，以便能够采用较低的温度处理实现饱和低电阻率值。

本发明的再一目的在于即使以同一步骤进行用于提供p型低电阻和用于电极合金的热处理，也能在较低温度下实现提供p型低电阻，从而充分提供p型低电阻和获得低接触电阻和令人满意的欧姆特性的电极。

本发明的再一目的在于改善电极焊盘和电流扩散电极之间的粘附力，从而防止电极焊盘的剥落，同时在焊盘下形成高电阻率区，以便电流流入电流扩散电极，有选择地穿过除焊盘以下的区域，从而减少焊盘下的光发射，获得光发射的有效利用。

根据本发明第一方面的发光器件，可避免上述问题。该发光器件有在其上形成电极的p型GaN基化合物半导体层，该电极把光传输给半导体层，且由钴(Co)合金、钯(Pd)或钯(Pd)合金构成。由于构成电极的元素对氧化不敏感，不仅使电极可防止随时间因电极氧化引起的发光图形变化，从而在较长时间段内提供稳定的发光图形，而且该电极能够降低接触电阻，从而在较长时间段内提供稳定的驱动电压。此外，由于钴(Co)和钯(Pd)都是具有较大功函数的元素，所以能够获得令人满意的欧姆特性。

包括钴(Co)合金的金属层可这样形成，即由从构成两层结构的组合中选出一个部分构成，两层结构包括由钴(Co)构成的第一金属层和在第一金属层上由金(Au)构成的第二金属层，或由金(Au)构成的第一金属层和在第一金属层上由钴(Co)构成的第二金属层，通过热处理合金化成一个部分的由钴(Co)和金(Au)构成的合金层。这种金属层摆脱了单独由钴(Co)构成的电极中的问题，即由于钴(Co)对氧化的敏感性造成发光图形随经过的时间变化的问题。尤其是通过加热包括由钴(Co)构成层和由金(Au)构成层这种两层结构形成的电极或通过加热带有金(Au)和钴(Co)的合金层形成的电极，防止了钴(Co)氧化，降低了接触电阻，能够在较长时间内有稳定的发光图形和良好的光传输特性。

降低了接触电阻、能够在较长时间内有稳定的发光图形和良好透光特性的电极也可这样获得：即能通过热处理而合金化三层结构来获得，该三层结构从包括由钴(Co)构成的第一金属层、在第一金属层上由II族元素构成的第二金属层、和在第二金属层上由(Au)构成的第三金属层；或通过热处理而合金化两层结构获得，该两层结构包括由钴(Co)构成的第一金属层、形成在第一金属层上铂(Pt)与钯(Pd)合金构成的第二金属层。II族元素的实例包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、锌(Zn)和镉(Cd)。

通过热处理两层结构使其合金化，可以形成包括钯(Pd)合金的金属层，该两层结构或者是包括由钯(Pd)构成的第一金属层和形成在第一金属层上由(Au)构成的第二金属层的两层结构，或者是包括由金(Au)构成的第一金属层和形成在第一金属层上由钯(Pd)构成的第二金属层的两层结构。因此，可获得降低的接触电阻、能够在较长时间内有稳定的发光图形和良好透光特性的电极。

也可以通过热处理来合金化由铂(Pt)与钯(Pd)合金构成的层获得降低接触电阻、能够在较长时间内有稳定的发光图形和良好透光特性的电极。

通过温度为400至700℃的热处理，金属层可形成在p型GaN基化合物半导体层上。形成的金属层是令人满意的合金层。因此，能够得到有稳定光发射特性和稳定电特性的电极。

可以在低真空条件下进行热处理形成具有降低接触电阻的金属层。这里使用的术语“低真空条件”是指10乇或更高的压力。

在不降低发光图形质量的情况下，可通过热处理，即通过在至少由氧(O₂)组成或包含氧(O)的气氛中进行热处理，或通过在惰性气体气氛中进行热处理来形成具有降低接触电阻的金属层。这里使用的术语“由氧(O₂)组成的气氛”包括100％氧(O₂)。术语“包含氧(O)的气氛”是指CO、CO₂等。本发明考虑的惰性气体的实例包括氮(N₂)、氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)和氪(Kr)。

本发明提供一种制作GaN基化合物半导体发光器件的方法，包括如下步骤：制备p型GaN基化合物半导体层；在p型GaN基化合物半导体层上，用从钴合金、钯和钯合金组成的组中选出的一种形成金属层；和在400至700℃的温度下对金属层进行热处理，以便形成电极。

本发明还提供一种制作GaN基化合物半导体发光器件的方法，包括如下步骤：制备p型GaN基化合物半导体层；在p型GaN基化合物半导体层上，用从钴合金、钯和钯合金组成的组中选出的一种形成金属层；和在400至700℃的温度，在10乇或更高压力的低真空条件下对金属层进行热处理，以便形成电极。

再有，按照本发明第二方面的制作本发明的p型GaN基化合物半导体的方法，可避免上述问题。制作p型GaN基化合物半导体的这种方法包括把掺有p型杂质GaN基化合物半导体在至少包含氧的气体中热处理。

再有，按照本发明的第三方面，通过制作带有p型GaN基化合物半导体层和电极的p型GaN基化合物半导体的方法，可避免上述问题。制作带有p型GaN基化合物半导体层和电极的p型GaN基化合物半导体的方法包括：形成掺有p型杂质的GaN基化合物半导体；在GaN基化合物半导体层上形成电极；和把带有在其上形成的电极的GaN基化合物半导体层在至少包含氧的气体中热处理。

此外，根据本发明的第四方面，通过制作带有p型GaN基化合物半导体层、n型GaN基化合物半导体层、和分别用于这些层的两个电极的GaN基化合物半导体的方法，可避免上述问题。制作带有p型GaN基化合物半导体层、n型GaN基化合物半导体层和分别用于这些层的两个电极的GaN基化合物半导体的方法包括：在掺有p型杂质的GaN基化合物半导体层上形成第一电极；在掺有n型杂质的GaN基化合物半导体层上形成第二电极；和把所形成的结构在至少含有氧的气体中热处理。

术语“GaN基化合物半导体”是指以GaN为基体、并包含一种或多种III族元素、比如In和Al、通过它把其中镓的部分替换的化合物。GaN基化合物半导体的一个例子是由通用公式(Al_xGa_1-x)_yIn_1-yN(0≤x≤1，0≤y≤1)表示的四元素化合物。

按照本发明，在各工序中使用的含氧气体是至少可从O₂、O₃、CO、CO₂、NO、N₂O、NO₂和H₂O中选择的一种气体，或包含两种或多种该气体的混合气体。含氧气体也可以是至少包含O₂、O₃、CO、CO₂、NO、N₂O、NO₂和H₂O的其中之一与一种或多种惰性气体的混合气体，或是包含O₂、O₃、CO、CO₂、NO、N₂O、NO₂和H₂O的两种或多种混合气体与一种或多种惰性气体的混合气体。简单地说，含氧的气体是指包含氧原子的气体或分子包含氧原子中的气体。

只要在热处理的温度下GaN基化合物半导体不被分解，就不必具体限定热处理中进行的气氛压力。在单独使用O₂气体作为含氧气体的情况下，该气体可按大于GaN基化合物半导体的分解压力引入。在使用混合有惰性气体的O₂的情况下，整个混合气体的压力可按大于GaN基化合物半导体分解压力的值调整。在这种情况下，根据整个混合气体，O₂气体比例不小于10^-6就足够了。简单地说，由于后面将说明原因，所以极少量的氧就足以作为含氧气体了。从实现p型低电阻和电极合金的观点说，在含氧气体量上没有特定的上限。只要生产上可能，可采用任意高的压力。

热处理温度的最佳范围是500至600℃。如下所述，在温度不低于500℃下可获得具有完全饱和电阻率的p型GaN基化合物半导体。在温度不高于600℃时，可使电极的合金处理令人满意。

优选的温度范围是450至650℃、400至600℃和400至700℃。温度越低，p型电阻率就越高。温度越高，电极特性就越差，晶体的热退化的可能性就越大。

第一电极最好包括由钴(Co)合金、钯(Pd)或钯(Pd)合金构成的金属层，并有透光特性和欧姆特性。通过热处理进行相同的合金，由包括钴(Co)构成的第一金属层和在第一金属层上形成金(Au)构成的第二金属层组成的两层结构构成的层、或是由包括金(Au)构成的第一金属层和在第一金属层上形成的钴(Co)构成的第二金属层组成的两层结构构成的层、或是由金(Au)与钴(Co)的合金层来形成包括钴(Co)合金的这种金属层。或者，通过热处理进行三层结构的合金，由包括钴(Co)构成的第一金属层、在第一金属层上形成的II族元素构成的第二金属层和在第二金属层上形成的金(Au)构成的第三金属层组成的三层结构构成来形成包括钴(Co)合金的金属层。通过热处理进行两层结构的合金，包括钯(Pd)合金的金属层是由包括钯(Pd)构成的第一金属层和在第一金属层上形成的金(Au)构成的第二金属层组成的两层结构构成的层、或是由包括金(Au)构成的第一金属层和在第一金属层上形成的钯(Pd)构成的第二金属层组成的两层结构构成的层。

第一电极可以是利用合金化、通过热处理、包括由镍(Ni)构成的第一金属层和在其上形成的由金(Au)构成的第二金属层的两层结构构成的层。

应根据与p型GaN基化合物半导体的接触电阻、发光图形、时间变化特性、连接强度和欧姆特性来选择第一电极的上述材料，以产生令人满意的特性。

第二电极最好由铝(Al)或铝合金组成。这些电极材料应根据它与n型GaN基化合物半导体的接触电阻和欧姆特性来选择。

在本发明第二方面的方法中，把含氧气体作为热处理的环境气体。因此，可以采用较低的温度来获得具有p型低电阻的GaN基化合物半导体。如下所述，采用不低于500℃的温度会导致低饱和值的电阻率。在400℃左右时，电阻率开始降低。在450℃时，电阻率大约是400℃时的一半左右。

在根据本发明第三和第四方面的方法中，在如上所述的较低温度下可获得适合实际使用的低饱和电阻率。因此，可用相同的步骤进行提供p型低电阻的热处理和电极合金化的热处理。结果，可简化器件生产的工序。此外，由于可在低温下进行热处理，可缓和器件的热退化。

依据在含氧气体中的热处理在较低温度下提供低电阻方面的有效事实，本发明者们提出下列解释。仅靠掺有p型杂质杂质、比如镁，不能制成具有p型低电阻的GaN基化合物半导体。这是因为p型杂质的原子与氢原子键合，因而没有作为受主的功能。因此，可以认为，根据与p型杂质原子键合的氢原子的去除，杂质起到受主的作用。当用含氧气体进行热处理时，就可认为通过氧进行催化使杂质原子与氢原子分离。结果，在较低的温度下可获得具有降低电阻率的半导体器件。

再有，根据本发明第五方面，带有p型GaN基化合物半导体的GaN基化合物半导体器件可避免上述问题。带有p型GaN基化合物半导体的这种GaN基化合物半导体器件包括：有透光特性的电流扩散电极，它形成在p型GaN基化合物半导体上；和用于焊接的电极焊盘，它形成在电流扩散电极上、并包含至少一种能与氮反应的金属。该器件还包括置于电极焊盘以下部分的p型GaN基化合物半导体上的高电阻率区，利用金属与p型GaN基化合物半导体的反应来合金处理就能形成高电阻率区。

根据这种器件，把有透光特性的电流扩散电极形成在p型GaN基化合物半导体上，并把包含至少一种能与氮反应的金属的电极焊盘形成在其上。

合金处理中，包含在电极焊盘中的能与氮反应的金属与p型GaN基化合物半导体反应。结果，不仅改善了电极焊盘和电流扩散电极之间的粘附力，而且改善了电极焊盘和p型GaN表面之间的粘附力，能够避免电极焊盘的脱落。电极焊盘中包含的能与氮反应的金属与GaN基化合物半导体之间的反应还产生一种作用，即由于该反应在GaN基化合物半导体部分内产生氮空位，在该部分由这些空位引起的施主补偿了受主，从而在半导体的该部分形成高电阻率区。因此，电流从电极焊盘不是向下而是沿电流扩散电极的横方向流动。由于电极焊盘区本来就有较大的厚度和没有透光特性，所以实际上不可能通过电极焊盘把光引出器件，或通过电极焊盘使外部光照在半导体上。根据本发明，仅仅使能有效利用光的部分改善了电流浓度。结果，改善了电光转换或光电转换的效率。

附图说明

图1是表示本发明第一实施例的发光器件结构的剖视图；

图2是大致表示在p⁺层上形成的电极结构的剖视图；

图3是表示根据本发明第一实施例的发光器件的合金化的透光电极的特性的说明图；

图4是表示根据本发明第二实施例的发光器件的合金化的透光电极特性的说明图；

图5是表示采用根据本发明第三实施例提供p型低电阻方法的实例结构的剖视图；

图6是表示在根据本发明第三实施例提供p型低电阻方法获得的样本中、电阻率随热处理温度变化的变化曲线；

图7是表示在根据本发明第三实施例提供p型低电阻方法获得的样本中，电阻率随热处理氧气压力变化的变化曲线；

图8是表示在根据本发明第三实施例提供p型低电阻方法获得的样本中电阻率随热处理氧气分压变化的变化曲线、和通过在纯氧气气氛下的热处理电阻率上的变化之间的比较；

图9是表示通过本发明第三实施例的方法制成的发光器件结构的剖视图；

图10是表示根据本发明第四实施例的GaN基化合物半导体器件构造的视图；和

图11是表示根据本发明第四实施例的GaN基化合物半导体器件中围绕电极流动的电流图。

具体实施方式

下面，参照实施例来解释本发明。可是，本发明并不局限于下列实施例。

第一实施例

图1是表示在蓝宝石衬底1上形成的带有GaN基化合物半导体的发光器件100的结构的剖视图。该发光器件包括：在蓝宝石衬底1上形成的包含AlN的缓冲层2，和在缓冲层2上形成的掺有硅(Si)的n型GaN层3(n⁺层)。发光器件还包括：在n⁺层3上形成的厚度为0.5μm的掺有硅(Si)的n型Al_0.1Ga_0.9N层4(n层)；在n层4上形成的厚度为0.4μm的In_0.2Ga_0.8N层5(活性层)；和在活性层5上形成的掺有镁(Mg)的p型Al_0.1Ga_0.9N层6(p层)。在P型层6上形成重掺杂镁(Mg)的P型GaN层7(p⁺)。通过金属汽相淀积，把透光电极8A形成在p+层7上，同时在n+层3上形成电极8B。透光电极8A由与p+层7连接的钴(Co)和与钴(Co)连接的金属元素例如金(Au)(金属元素将在后面说明)组成。电极8B由铝(Al)或铝合金构成。

下面，解释制成该发光器件100的透光电极8A的方法。

通过金属有机汽相外延(MOVPE)形成缓冲层2至p+层7的各层。可使用的气体有氨气(NH₃)、运载气体(H₂，N₂)、三甲基镓(Ga(CH₃)₃)(以下称为“TMG”)、三甲基铝(Al(CH₃)₃)(以下称为“TMA”)、硅烷(SiH₄)、环戊二烯基镁(Mg(C₅H₅)₂)(以下称为“CP₂Mg”)和三甲基铟(In(CH₃)₃)(以下称为“TMI)。掩模层(SiO₂等)形成在p+层7上，除去掩模的预定区域。通过含氯气体的反应离子腐蚀除去p+层7、p层6、活性层5和n层4的未用生成的掩模覆盖的那些部分以露出n+层表面。然后除去掩模。随后，通过进行下列步骤形成透光电极8A。

把光刻胶9均匀地涂敷在表面上。利用光刻除去要在p+层7上形成电极的相应区域的那部分光刻胶9，形成如图2所示的窗口部分9A。

用汽相淀积设备，在真空为10^-6乇数量级或更小数量级的高真空下，在露出的p+层7上淀积厚度为40埃的钴(Co)，形成如图2所示的第一金属层81。

接着，在第一金属层81上按60埃的厚度淀积金(Au)，形成如图2所示的第二金属层82。

随后，把样本从汽相淀积设备中取出。通过剥离方法除去在光刻胶9上淀积的钴和金，形成把光传输给p+层7的电极8A。

在透光电极8A的将要形成焊接的电极焊盘20的部位处，均匀地涂敷光刻胶，并除去与焊盘形成部分对应的光刻胶部分，以形成窗口。随后，用汽相淀积，形成厚度约1.5μm的钴(Co)或镍(Ni)与金(Au)、铝(Al)或两者的合金膜。通过上述剥离方法，除去在光刻胶上蒸镀的钴或镍与金、铝或两者的薄膜合金，从而形成电极焊盘20。

随后，用真空泵对样品周围的气氛抽真空，把N₂和O₂(1％)的混合气体导入淀积设备，把内部压力调整到大气压。把样品周围的该气氛温度升高至约550℃，对样品加热约3分钟。因此，使第一金属层81和第二金属层82合金化。

可在下列条件下进行加热处理。气氛气体可采用N₂、He、O₂、Ne、Ar和Kr中的一种或多种气体。可使用从真空至高于大气压范围的任意压力。气氛气体N₂、He、O₂、Ne、Ar和Kr的分压从0.01至1amt。可用密封在设备中的气氛气体进行加热，或同时使其在设备中流通。

淀积钴(Co)和金(Au)后的热处理结果是使在由钴(Co)构成的第一金属层81上形成的构成第二金属层82中的金(Au)的一部分通过p+层7上的第一金属层81扩散，从而形成与包含在p+层7中的GaN的良好接触。

当20mA的电流流过这样形成的透光电极8A时，可获得3.6V的驱动电压。因此，可以确定，接触电阻足够低。p+层7的表面完全用这样形成的透光电极8A覆盖，就会有令人满意的表面状态。

由于透光电极8A由包括钴(Co)制备的第一金属层81和形成在其上的第二金属层82的两层结构构成，所以可抑制钴(Co)氧化。因而，可避免因钴(Co)氧化造成的发光图形的变化、透光特性的下降和接触电阻的增加。此外，由于透光电极8A由含有钴(Co)的合金制成，钴有较大的功函数，所以可获得令人满意的欧姆特性。把这种电极暴露在高温和高湿度气氛下较长时间来测试这种电极8A。结果，即使暴露1000小时后，该电极仍能够稳定地维持原来的发光图形和驱动电压。

除用于进行由钴(Co)构成的第一金属层81和由金(Au)构成的第二金属层82的合金化的上述条件外，还可把下述两组条件用于本实施例。一组条件是用真空泵对围绕样品的气氛抽真空，形成低真空状态，并把围绕样品的这种气氛的温度提高到约550℃，把样品加热约3分钟，从而使第一和第二金属层81和82合金化。另一组条件是对围绕样品的气氛抽真空，随后，按3升/分的速率导入N₂，把内部压力调整到大气压，然后把围绕样品的这种气氛的温度提高到约550℃，把样品加热约3分钟，从而使第一和第二金属层81和82合金化。测量各器件获得的驱动电压。得到的结果如图3中例1所示。

上述三组气氛条件可用于合金化：包括由金(Au)构成的第一金属层81和由钴(Co)构成的第二金属层82的电极原始物(情况例2)；仅包括有钴(Co)与金(Au)的合金的第一金属层81的电极原始物(情况例3)；用于透光电极的三层原始物，由钴(Co)构成的第一金属层81、由镁(Mg)构成的第二金属层82和在第二金属层上形成的由金(Au)构成的第三金属层构成(情况例4)；和包括由钴(Co)构成的第一金属层81和由铂(Pt)与钯(Pd)合金组成的第二金属层82的电极原始物(情况例5)。测量获得的各个器件的驱动电压。得到的结果如图3所示。

图3给出的测定结果是根据20mA的电流流过透光电极8A时测量的驱动电压。图3中，○表示驱动电压小于4V，×表示驱动电压不低于5V。图3中，对于各个金属层，括弧中的数字表示膜厚度(埃)。

使上述所有器件样品经受高温高湿气氛下连续1000小时的驱动试验。用○表示的器件样品即使在1000小时驱动试验后仍具有与初始时相同的驱动电压和发光图形，并在较长时间内保持光学和电的稳定特性。

在图3所示的例1的情况中，在20mA的电流下测定出有一个器件的驱动电压不低于5V。因此，当在缺少O₂的N₂(单独)中进行合金化时，获得增加的接触电阻。通过在低真空条件下合金化，器件具有低于4V的驱动电压，因此可获得降低的接触电阻。在透光电极8A由包括由钴(Co)构成的第一金属层和由金(Au)够成的第二金属层组成两层结构构成的象例1一样的情况下，通过在含有O₂的气氛和低真空条件下使两层结构合金化，可获得长时间内稳定的发光图形和低驱动电压。

在图3所示的例2的情况中，在其上形成厚度为60埃的由钴(Co)构成的第二金属层82之前，可形成厚度为40埃的由金(Au)构成的第一金属层81。通过在含有O₂的气氛或在低真空条件下进行合金化，象例1一样，可获得长时间内稳定的发光图形和低驱动电压。

在图3所示的例3的情况中，通过同时汽相淀积厚度为100埃的金(Au)和钴(Co)，可形成第一金属层81。通过在含有O₂气氛或在低真空条件下进行合金化，象例1和2的情况一样，可获得长时间内稳定的发光图形和低驱动电压。

在图3所示的例4的情况中，形成包括由钴(Co)构成的厚度20埃的第一金属层81、在其上形成的由镁(Mg)构成的厚度为20埃的第二金属层82和在第二金属层82上形成的厚度60埃的金(Au)层，来形成有三层结构的透光电极8A。在例4的情况中，可使用任何含有O₂的气氛、低真空条件和N₂气氛，以获得长时间内稳定的发光图形和低驱动电压。

在图3所示的例5的情况中，可在由钴(Co)构成的厚度为40埃的第一金属层81上同时汽相淀积厚度为80埃的钯(Pd)和铂(Pt)作为第二金属层82。通过在低真空条件下或在N₂气氛下进行合金化，可获得长时间内稳定的发光图形和低驱动电压。

如上所述，透光电极8A可用包括由钴(Co)构成的第一金属层81和在其上形成的第二金属层82组成的两层结构来形成、或用包括由金(Au)构成的第一金属层81和在其上形成的由钴(Co)构成的第二金属层82组成的两层结构来形成、或用包括由金(Au)-钴(Co)合金构成的第一金属层81的单层结构来形成。

尽管把镁(Mg)作为上述实施例中例4的情况的构成金属层的材料，但也可采用其它II族元素作这种材料，例如铍(Be)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、锌(Zn)和镉(Cd)。

第二实施例

与上述把钴(Co)作为第一金属层81或第二金属层82的第一实施例相比，本实施例的特征在于，采用了单独由钯(Pd)构成的或钯(Pd)合金构成的不含钴(Co)的透光电极8A。

除透光电极8A的构造外，采用的半导体器件与第一实施例有相同的结构。图4表示在各个原始物按与第一实施例相同的设定条件下合金化原始物之后，当20mA的电流流过透光电极8A时测量的透光电极8A的各原始物成分与驱动电压之间的关系。图4中使用的符号有下列含义：○表示驱动电压小于4V；△表示驱动电压为4V或大于4V但小于5V；×表示驱动电压不低于5V。用○或△表示的器件样品即使在1000小时的驱动试验后仍有与初始时相同的驱动电压和发光图形，并在长时间内保持光学上的稳定特性。

在例1的情况下，在p+层7上形成40埃厚度的由钯(Pd)构成的第一金属层81和在第一金属层81上形成60埃厚度的由金(Au)构成的第二金属层82、然后在任何三组条件下合金化原始物来形成电极原始物，可获得长时间内稳定的发光图形和低于4V的驱动电压。因此，能够获得与第一实施例相同的效果。此外，由于透光电极8A由有较大的功函数的钯(Pd)合金制成，所以可获得与第一实施例一样的令人满意的欧姆特性。

在例2的情况下，在p+层7上形成40埃厚度的由金(Au)构成的第一金属层81和在第一金属层81上形成60埃厚度的由钯(Pd)构成的第二金属层82、然后在任何三组条件下合金化原始物来形成电极原始物，可获得长时间内稳定的发光图形和低于4V的驱动电压。由此获得与第一实施例相同的效果。

在例1的情况和例2的情况中，以两层结构形成透光电极8A。在情况例3下与上面不同，通过同时汽相淀积钯(Pd)和铂(Pt)形成100埃厚度的单层结构，并在低真空条件下合金化，以形成透光电极8A，从而可获得长时间内稳定的发光图形和低驱动电压。

再有，在例4的情况下，通过形成由钯(Pd)构成的100埃厚度的单层结构并在低真空条件下合金化该结构来形成透光电极8A，从而可获得长时间内稳定的发光图形和低驱动电压。当在N₂气氛中合金化该单层结构时，可获得4至5V的驱动电压。

如上所述，通过形成由钯(Pd)与金(Au)或铂(Pt)的合金制成的或单独由钯(Pd)制成的透光电极8A，可获得长时间内稳定的发光图形和低驱动电压，应能够获得与第一实施例相同的效果。

尽管上述实施例中用于合金的气氛温度调整到约550℃，但能采用的合金化温度并不限于此。热处理可在400至700℃范围的温度下进行。这是因为在低于400℃的温度下进行热处理会导致电极不具有欧姆特性，同时在高于700℃温度下进行热处理会导致电极接触电阻的增加和损伤表面形貌。

以上作为本发明实施例中的发光器件100各自包括由In_0.2Ga_0.8N的单层构成的有源层5。但是，本发明的发光器件可有这样的发光层，即由包含接任意比例的四种或三种元素组成的混合晶体构成，例如AlInGaN，或由比如In_0.2Ga_0.8N/GaN组成的多量子阱结构构成或单量子阱结构构成。

在上述实施例的制造中，把含有1％的O₂气氛作为含氧气氛。但是，也可采用100％的O₂气氛或含有例如CO或CO₂气体的气氛。

从透光特性的观点来看，包括第一金属层81和第二金属层82的透光电极8A的总厚度最好不大于200埃。从粘附力和透光特性的观点来看，厚度范围最好在15至200埃。

如上所述，本发明可产生下列效果。在包括p型GaN基化合物的半导体表面上、由钴(Co)合金、钯(Pd)或钯(Pd)合金所构成的金属层作为透光电极，不仅能够抑制电极被氧化，从而防止电极透光特性的降低，而且还能够使电极降低接触电阻，从而能够在长时间内有稳定的发光图形和低驱动电压。

第三实施例

下面，参照图5至图9解释本发明。

制备有图5所示结构的多个样品。每个样品包括蓝宝石衬底1，其上按这样的顺序构成：即厚度为50nm的AlN缓冲层2；由掺有硅(Si)的GaN构成的厚度为约4.0μm的n-GaN层103，电子浓度为2×10¹⁸/cm³、硅浓度为4×10¹⁸/cm³；和镁(Mg)浓度为5×10¹⁹/cm³的p-GaN层104。

与前面所述的发光器件100一样，用MOVPE制成这些样品。

首先，将单晶蓝宝石衬底1装在位于MOVPE设备反应室的基座上，该衬底的进行过有机清洗和热处理的表面作为主表面。把蓝宝石衬底1在1100℃下常压烘烤30分钟，同时以2升/分的流率将H₂穿过反应室。

在把衬底1的温度降至400℃后，分别按20升/分、10升/分和1.8×10^-5摩尔/分钟的流率供给H₂、NH₃和TMA 1.5分钟，形成厚度约为50nm的AlN缓冲层2。

随后，保持蓝宝石衬底1的温度为1150℃，分别以20升/分、10升/分、1.7×10^-4摩尔/分钟和20×10^-8摩尔/分钟的流量送入H₂、NH₃、TMG、和用H₂稀释的0.86ppm的硅烷40分钟，来形成4.0μm厚的n-GaN层103，其电子浓度为2×10¹⁸/cm³且硅浓度为4×10¹⁸/cm³。

然后，一边保持蓝宝石衬底1的温度为1100℃，一边分别以10升/分、10升/分、1.7×10^-4摩尔/分钟和2×10^-5摩尔/分钟的速率提供40分钟的H₂或N₂、NH₃、TMG和CP₂Mg，形成厚度为4.0μm和镁(Mg)浓度为5×10¹⁹/cm³的p-GaN层104。

把这样准备的多个样品在1大气压(atm)氧气气氛下(仅有O₂)进行20分钟多种温度的热处理。把针状电极设置在各个这样处理的p-GaN层104上，以测量在加上8V电压下流过的电流，并确定这种电流值与使用的热处理温度之间的关系。另一方面，为了进行比较，除了以1atm氮气(仅有N₂)作为与常规处理一样的热处理气氛外，对半导体样本进行与上述相同的热处理，按同样的方式确定电流值与热处理温度之间的关系。计算电阻率的值，热处理温度和电阻率之间的关系如图6所示。

从图6中可看出下列特征。1)氧气气氛下的热处理和氮气氛下的热处理两者都导致电阻率降低10⁴[(热处理前的电阻率/热处理后的电阻率)]。即，两种热处理之间在饱和电阻率值上没有差别。2)在氧气氛下比在氮气氛下通过更低温度下的热处理可获得饱和的低电阻率值。3)氧气氛下的热处理在电阻率上造成的随热处理温度变化比氮气氛下产生的变化更陡峭。4)500℃时氧气气氛下的热处理产生饱和的低电阻率值，而500℃时氮气气氛下热处理产生的电阻率变化约为10倍。即，由500℃时的氧气气氛下的热处理产生的电阻率比500℃时氮气气氛下热处理产生的电阻率低10³。5)400℃时，氧气气氛下的热处理和氮气气氛下的热处理两者几乎都不减小电阻率。在高于400℃的温度时，热处理在降低电阻率上是有效的。

总之，在氧气气氛下，不低于400℃温度下的加热在降低电阻率上是有效的。由于这种热处理可提供完全饱和的低电阻率值，所以最好在不低于500℃的温度下进行热处理。

下面，确定氧气压力与电阻率之间的关系。在800℃的温度时，把半导体样品在各种氧气压力下进行热处理。把针状电极设置在各个这样处理的p-GaN层104上，测量在加上8V电压下流过的电流，并确定这种电流值与氧气压力之间的关系。图7表示获得的结果。

从这些结果中可看出下列特征。1)在氧气压力约为3至30Pa的范围内，电阻率急剧地跌落。2)在氧气压力不低于约100Pa下的热处理可产生饱和的低电阻率值。

从上面可看出，氧气有助于电阻率的有效降低。至少3Pa的氧气压力在降低电阻率上是有效的。使氧气气氛有30Pa或更高的氧气压力较好，100Pa更好。

随后，把半导体样品在600℃的温度下、在由氧气和氮气组成的混合气体气氛下(1atm)进行加热处理，以按上述方式确定电阻率随氧气分压力的变化情况。为了比较，确定了仅在氧气下热处理中随压力变化的电阻率的变化。图8表示得到的结果。该结果表示，在氧气分压力不低于10帕(Pa)时可得到低电阻率。该结果还表明，在不低于30Pa的压力、理想的是不低于100Pa时，电阻率是饱和的。总之，在使用包含氧气和一种或多种其它气体的混合气体的情况下，在降低电阻率上有效的氧气的分压力是10Pa或更高、30Pa或更高较好、100Pa或更高则更好。

对于上述所有特性来说，用(Al_xGa_1-x)_yIn_1-yN(0≤x，y≤1)表示的掺有镁的GaN基化合物半导体的层提供同样的结果。可以认为，氧用于代替与镁键合的氢原子，从而活化镁原子。因此，除纯氧气外，能够与镁键合的氢原子键合含有氧原子(O)的气体，例如含氧和惰性气体的混合气体就可以产生同样的效果。

下面，参照图9说明采用上述实现p型低电阻的方法来制作发光器件100的工序过程。图9表示在蓝宝石衬底1上形成的带有GaN基化合物半导体的发光器件100的结构的剖视图。该发光器件100有与前面所述的实施例大致相同的结构。可是，在本实施例中，把掺有硅(Si)的n型GaN构成的覆盖层114形成在高载流子浓度的n⁺层3上。

再有，在覆盖层114上，形成多量子阱结构(MQW)的发光层115，其包括各个厚度为35埃的由GaN构成的阻挡层151和各个厚度为35埃的由In_0.20Ga_0.80N构成的阱层152。阻挡层151的数量为六个，而阱层152的数量为五个。在发光层115上，形成由p型Al_0.15Ga_0.85N构成的覆盖层116。在覆盖层116上形成由p型GaN构成的接触层117。

下面，与第一实施例中未说明的步骤一起解释制作这种发光器件100的方法。

由MOVPE制成发光器件100。所用气体为氨气(NH₃)、运载气体(H₂，N₂)、TMG、TMA、TMI、硅烷和CP₂Mg。

首先，将单晶蓝宝石衬底1装在位于MOVPE设备反应室的基座上，该衬底的进行过有机清洗和热处理的表面为主表面。把蓝宝石衬底1在1100℃下常压烘烤30分钟，同时以2升/分的流率将H₂通过反应室。

在把衬底1的温度降至400℃后，分别按20升/分、10升/分和1.8×10^-5摩尔/分钟的速率供给约1分钟的H₂、NH₃和TMA，形成厚度约为25nm的AlN缓冲层2。

随后，一边保持蓝宝石衬底1的温度为1150℃，一边分别以20升/分、10升/分、1.7×10^-4摩尔/分钟和20×1.0^-8摩尔/分钟的速率提供40分钟的H₂、NH₃、TMG和用H₂稀释到0.86ppm的硅烷，形成厚度为4.0μm、电子浓度为2×10¹⁸/cm³和硅浓度为4×10¹⁸/cm³的GaN构成的高载流子浓度的n+层3。

然后，一边保持蓝宝石衬底1的温度为1150℃，一边分别以10升/分、10升/分、1.12×10^-4摩尔/分钟、0.47×10^-4摩尔/分钟和5×10^-9摩尔/分钟的速率提供60分钟的N₂或H₂、NH₃、TMG、TMA和用H₂稀释到0.86ppm的硅烷，形成厚度为0.5μm、电子浓度为1×10¹⁸/cm³、硅浓度为2×10¹⁸/cm³的GaN构成的覆盖层114。

在覆盖层114形成后，分别以20升/分、10升/分、2.0×10^-4摩尔/分钟的速率提供1分钟的N₂或H₂、NH₃和TMG，形成厚度约35埃的GaN构成的阻挡层151。随后，分别按7.2×10^-5摩尔/分钟和0.19×10^-4摩尔/分钟的速率提供1分钟的TMG和TMI，同时按恒定速率提供N₂或H₂和NH₃，从而形成厚度约35埃的In_0.20Ga_0.80N构成的阱层152。在与上述相同的条件下，把总计五个阻挡层151与总计五个阱层152交替形成。然后，把GaN构成的阻挡层151形成在其上。因此，形成5层MQW结构的发光层115。

随后，一边保持蓝宝石衬底1的温度为1100℃，一边分别以10升/分、10分/升、1.0×10^-4摩尔/分钟、1.0×10^-4摩尔/分钟和2.0×10^-5摩尔/分钟的速率提供3分钟的N₂或H₂、NH₃、TMG、TMA和CP₂Mg，形成厚度约50nm的镁(Mg)浓度为5×10¹⁹/cm³掺有镁(Mg)的p型Al_0.15Ga_0.85N构成的覆盖层116。

随后，一边保持蓝宝石衬底1的温度为1100℃，一边分别以20升/分、10升/分、1.12×10^-4摩尔/分钟、和2.0×10^-5摩尔/分钟的速率提供30秒的N₂或H₂、NH₃、TMG和CP₂Mg，形成厚度约100nm的镁(Mg)浓度为5×10¹⁹/cm³掺有镁(Mg)的p型GaN构成的接触层117。

本实施例中，通过第一实施例中的前述步骤，在接触层117上用光刻法在光刻胶的预定区中形成窗口。在10^-6乇或更低数量级的高真空条件下，分别汽相淀积厚度为200埃和1.8μm的钒(V)和铝(Al)。然后除去光刻胶和SiO₂掩模。

接着，把光刻胶9均匀地涂在表面上。用光刻法除去与要把电极形成在接触层117上的区域所对应的光刻胶9的部分，形成如图2所示的窗口部分9A。

利用汽相淀积设备，在10^-6乇或更低数量级的高真空条件下，在露出的接触层117上形成厚度为15埃的钴(Co)构成的第一金属层81，然后在第一金属层81上形成厚度为60埃的金(Au)构成的第二金属层82。

随后，用过与第一实施例中相同的工艺过程，形成电极8A和电极焊盘20。

之后，用真空泵对围绕样品的气氛抽真空，并把O₂引入淀积设备，以把内部压力调整到100Pa。把围绕样品的这种气氛的温度升至约550℃，对样品加热约3分钟。由此，实现接触层117和覆盖层116的p型低电阻，同时制成合金化的接触层117、第一金属层81、第二金属层82和合金化的电极8B及n+层3。

利用这种热处理，接触层117和覆盖层116的电阻率分别为1Ωcm和0.71Ωcm。这种热处理温度的最佳范围是500至600℃。只要在这个范围的温度下进行热处理，p型层就会达到足够低的饱和的电阻率值，并且电极8A和8B的合金化更令人满意。结果，不仅能够降低电极的接触电阻或降低电流扩散电极的层电阻率，改善欧姆特性，而且还能防止透光电极8A氧化，从而最终得到的发光器件没有不稳定的发光图形，并且随着时间的推移发光图形不发生变化。可在450至650℃的温度下进行热处理，在某些情况下，可在400至700℃范围的温度下进行热处理。还可在含有N₂和1％的O₂的混合气体和O₂的分压力为100Pa的气氛下进行热处理。结果，可获得与上述同样的效果。在提供p型低电阻的情况下，作为热处理的环境气体的上述列举的所有气体在第一实施例中所述的电极8A和8B的合金中也是有效的。因此，除纯氧以外，还能够采用包含氧和N₂、He、Ne、Ar和Kr的至少其中一种的混合气体。在提供p型低电阻的前述最佳范围内，可采用任意的压力和O₂的分压力。

在淀积钴(Co)和金(Au)后，利用热处理，在由钴(Co)构成的第一金属层81上形成的构成第二金属层82的金(Au)的一部分穿过第一金属层81扩散到接触层117中，从而在接触层117中形成与GaN基化合物半导体的良好的接触。

可以确定，在1000小时连续驱动试验的情况下，与前面的实施例一样，本实施例的发光器件100表现出足够低的接触电阻和稳定性。

尽管把镁(Mg)作为上述金属层，但也可用其它II族元素替代它，例如可使用铍(Be)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、锌(Zn)或镉(Cd)。

再有，对于前面实施例中的透光电极8A、第一金属层81、第二金属层82、发光层115来说，可以采用其它结构或其它部件。

第四实施例

下面，参照图10和图11说明本发明的第四实施例。

图10表示在蓝宝石衬底1上形成的带有GaN基化合物半导体的发光器件100的结构剖视图。与前面的实施例一样，用过MOVPE制成发光器件100。

本发明光器件100有与第三实施例大致相同的结构。但是，在电极8A的一部分上，形成由厚度约300埃的钒(V)构成的第一金属层201和带有由厚度约1000埃的钴层和厚度约1.5μm的金层组成的两层结构的第二金属层202构成的电极焊盘20。形成该电极焊盘20的方法如下。

在该电极8A的一部分上淀积厚度约300埃的钒膜，形成第一金属层201。在第一金属层201上，顺序淀积厚度约1000埃的钴膜和厚度约1.5μm的金膜，形成第二金属层202。从而形成电极焊盘20。

在电极8A和8B及电极焊盘20形成后，把p型低电阻实现到接触层117和覆盖层116上，同时，用过与前面实施例中所述的相同方法，把接触层117、金属层81和82、第一金属层201和第二金属层202的合金化与电极8B及n+层3的合金化同步地进行。

如在上述实施例中展示的那样，与电极8A连接的电极焊盘20的第一金属层201由钒构成，钒能与氮发生反应。因此，在合金化处理中，钒与接触层117的GaN反应，以改善电极焊盘20和电极8A之间的粘附力，从而能够防止电极焊盘20的脱落。

此外，利用钒与接触层117的GaN的反应，在接触层117内产生氮空位。由于这些空位产生的施主补偿了受主，导致空位浓度的降低，如图11所示，所以在电极8A与接触层117的连接处的电极焊盘20下面形成高电阻率区171。由于该高电阻率区171的形成，所以使电流不是向下而是沿电极8A的横向方向从电极焊盘20中流过。电极焊盘20是没有透光特性的不透明的部分，而且是光一般不能穿过的部分。通过把穿过电极焊盘20的电流沿电极8A流动，即流过透光的电极，使电极8A有增加的电流浓度，能够得到改善的发光亮度。

在上述实施例中，把钒作为第一金属层201的材料。但是，还发现采用厚度约为300埃的铬(Cr)膜作为第一金属层201，象钒膜一样，在获得牢固的粘附力方面和使电流不是向下而是沿电极8A从电极焊盘20中流过方面也是有效的。

尽管在上述实施例中用铬或钒作为第一金属层201，但也可用铬、钒、钛(Ti)、铌(Nb)、钽(Ta)和锆(Zr)的其中至少一种构成层201。尽管用钴和金作为第二金属层202，但该层也可用作钴、镍、铝和金的其中至少一种构成。通过同时汽相淀积，还可以用两种或多种这些材料来形成单层结构的电极焊盘20。

电极8A还可包含钯或钯合金。只要使用这些材料，电极8A可以有单层结构或象前面的实施例一样的由三层或更多层构成的多层结构。

在上述实施例中，在550℃的温度下进行合金化的加热。但是，也可使用400至700℃范围内的温度。

在上述实施例中，在O₂气气氛下进行热处理(如第一和第三实施例所述)。但是，热处理气氛也可以用从O₂、O₃、CO、CO₂、NO、N₂O、NO₂和H₂O中至少选择一种气体或含有两种或多种这些气体来构成。热处理气氛也可以是至少包含O₂、O₃、CO、CO₂、NO、N₂O、NO₂和H₂O的其中一种与一种或多种惰性气体的混合气体，或是包含O₂、O₃、CO、CO₂、NO、N₂O、NO₂和H₂O的其中两种或多种气体与一种或多种惰性气体混合的混合气体。总之，热处理气氛可以是任何包含氧原子或分子含有氧原子的气体。在热处理中，把接触层117中与p型杂质键合的氢原子在包含氧的气体中加热，从而使其与p型杂质原子分离。结果，使接触层117能够有较低的电阻。

在上述实施例中，在O₂气气氛为3Pa压力下进行合金化。但是，热处理的气氛压力并不局限于此，只要GaN基化合物半导体在热处理的温度下不被分解就行。在仅以O₂气体作为含氧气体的情况下，可以按高于GaN基化合物半导体分解压力引入该气体。在使用由惰性气体混合O₂的情况下，可把整个混合气体的压力调整到高于GaN基化合物半导体分解压力的值。在这种情况下，根据整个混合气体，O₂气体比例不小于10^-6就足够了。例如，在由含有1％的O₂气体和O₂气体分压力为100Pa的N₂构成的气氛下进行热处理时，可得到与上述相同的效果。从提供p型低电阻和电极合金化的观点来看，在含氧气体的引入量上没有特定的上限。只要生产上可能，可采用任意高的压力。

如上所述，本实施例具有下列效果。通过在p型GaN基化合物半导体上形成具有透光特性和欧姆特性的电流扩散电极和形成在其上的包含能与氮反应金属的电极焊盘，不仅能够防止电极焊盘的脱落，而且还能够使电流扩散电极增加电流浓度和改善发光亮度。

本发明涉及带有透光电极和电极焊盘的发光二极管。但是，本发明也可用于使用GaN基化合物半导体器件的激光二极管(LD)、光接收器件和其它电子器件的制作，例如高温器件和功率器件的制作。

Claims (15)

1.一种GaN基化合物半导体发光器件，包括：

P型GaN基化合物半导体层；和

固定在所述p型GaN基化合物半导体层上有透光特性和欧姆特性的电极，

其特征在于，所述电极包括从钴合金、钯和钯合金组成的组中至少选择一种构成的金属层。

2.如权利要求1所述的GaN基化合物半导体发光器件，其特征在于，所述金属层由钴合金构成，它通过400至700℃的热处理来合金化固定在所述p型GaN基化合物半导体层上由钴构成的第一金属层和在第一金属层上形成的由金构成的第二金属层而形成。

3.如权利要求1所述的GaN基化合物半导体发光器件，其特征在于，所述金属层由钴合金构成，它通过400至700℃的热处理合金化固定在所述p型GaN基化合物半导体层上由金构成的第一金属层和在第一金属层上形成的由钴构成的第二金属层来形成。

4.如权利要求1所述的GaN基化合物半导体发光器件，其特征在于，所述金属层由钴合金构成，它通过400至700℃的热处理合金化由钴和金构成的单层来形成。

5.如权利要求1所述的GaN基化合物半导体发光器件，其特征在于，所述金属层由钴合金构成，它通过400至700℃的热处理合金化固定在所述p型GaN基化合物半导体层上由钴构成的第一金属层、在第一金属层上形成的由自Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn和Cd组成的组中选出的元素构成的第二金属层和在所述第二金属层上形成的由金构成的第三金属层来形成。

6.如权利要求1所述的GaN基化合物半导体发光器件，其特征在于，所述金属层由钴合金构成，它通过400至700℃的热处理合金化固定在所述p型GaN基化合物半导体层上由钴构成的第一金属层和在第一金属层上形成的由含有铂的钯合金构成的第二金属层来形成。

7.如权利要求1所述的GaN基化合物半导体发光器件，其特征在于，所述金属层由钯合金构成，它通过400至700℃的热处理合金化固定在所述p型GaN基化合物半导体层上由钯构成的第一金属层和在第一金属层上形成的由金构成的第二金属层来形成。

8.如权利要求1所述的GaN基化合物半导体发光器件，其特征在于，所述金属层由钯合金构成，它通过400至700℃的热处理合金化固定在所述p型GaN基化合物半导体层上由金构成的第一金属层和在第一金属层上形成的由钯构成的第二金属层来形成。

9.如权利要求1所述的GaN基化合物半导体发光器件，其特征在于，所述金属层由钯合金构成，它通过400至700℃的热处理合金化由钯和铂构成的单层来形成。

10.一种制作GaN基化合物半导体发光器件的方法，其特征在于，包括如下步骤：

制备p型GaN基化合物半导体层；

在p型GaN基化合物半导体层上，用从钴合金、钯和钯合金组成的组中选出的一种形成金属层；和

在400至700℃的温度下对金属层进行热处理，以便形成电极。

11.如权利要求10所述的制作GaN基化合物半导体发光器件的方法，其特征在于，对金属层的热处理在10乇或更高压力的低真空条件下进行，以便形成电极。

12.如权利要求10所述的制作GaN基化合物半导体发光器件的方法，其特征在于，在含氧的气氛中进行用于合金化的热处理。

13.如权利要求11所述的制作GaN基化合物半导体发光器件的方法，其特征在于，在含氧的气氛中进行用于合金化的热处理。

14.如权利要求10所述的制作GaN基化合物半导体发光器件的方法，其特征在于，在含有自N₂、He、Ne、Ar和Kr组成的组中选出的至少一种气体的气氛中进行热处理。

15.如权利要求11所述的制作GaN基化合物半导体发光器件的方法，其特征在于，在含有自N₂、He、Ne、Ar和Kr组成的组中选出的至少一种气体的气氛中进行热处理。

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