DE10017758A1

DE10017758A1 - Verfahren zum Bilden von transparenten Kontakten an einer p-Typ-GaN-Schicht

Info

Publication number: DE10017758A1
Application number: DE10017758A
Authority: DE
Inventors: Michael J Ludowise; Steven A Maranowski; Daniel A Steigerwald; Jun Jonathan Joseph Wierer
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Lumileds Holding BV
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 2000-04-10
Publication date: 2000-12-21
Anticipated expiration: 2020-04-11
Also published as: GB0012069D0; US6287947B1; TW471185B; JP5105658B2; DE10017758B4; KR20010029787A; JP2001007398A; GB2351605A; JP2012142616A; JP5635033B2

Abstract

Ein Verfahren zum Bilden eines lichtdurchlässigen Kontaktes auf einer p-Typ-Galliumnitrid-Schicht (p-Typ-GaN-Schicht) eines optoelektronischen Bauelements umfaßt bei einem Ausführungsbeispiel ein Zubringen eines ausgewählten Metalls in einem oxidierten Zustand und nicht ein Oxidieren des Metalls lediglich nachdem es auf der Oberfläche der p-Typ-GaN-Schicht abgeschieden ist. Bei einigen Anwendungen liefert das oxidierte Metall eine ausreichende laterale Leitfähigkeit, um das herkömmliche Erfordernis eines zweiten hoch-leitfähigen Kontaktmetalls, wie beispielsweise Gold, auzuschalten. Wenn das zweite Kontaktmetall gewünscht ist, wird ein Ausheilen in einer Sauerstoff-freien Umgebung nach einem Abscheiden der zweiten Schicht durchgeführt. Das Ausheilen bewirkt, daß das zweite Metall das oxidierte Metall durchdringt, wobei dasselbe sich mit der Oberfläche der p-Typ-GaN-Schicht verbindet. Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel tritt die Oxidation lediglich ein, nachdem zumindest eines der zwei Metalle auf der Oberfläche der p-Typ-GaN-Schicht abgeschieden ist. Bei einer Anwendung des zweiten Ausführungsbeispiels werden die zwei Metalle abgeschieden und die Oxidation tritt in einer Umgebung ein, die sowohl Wasserdampf als auch Sauerstoffgas umfaßt. Bei einer alternativen Anwendung des zweiten Ausführungsbeispiels wird die erste metallische Schicht abgeschieden und danach durch ihre gesamte Tiefe oxidiert. Das zweite Material, beispielsweise Gold, wird auf das erste Material ...

Description

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf optoelektro nische Bauelemente, wie beispielsweise lichtemittierende Dioden und Laserdioden, und spezieller auf Verfahren zum Bilden von Kontakten an lichtemittierenden Schichten von optoelektronischen Bauelementen.

Optoelektronische Bauelemente, wie beispielsweise licht emittierende Dioden (LEDs) und Laserdioden, sind Festkörper bauelemente, die ansprechend auf Anregungssignale Licht erzeugen. Herkömmlicherweise emittieren die effizientesten LEDs Licht, das eine Spitzenwellenlänge in dem roten Bereich des Lichtspektrums aufweist. Jedoch wurde ein LED-Typ ba sierend auf Gallium-Nitrid (GaN) entwickelt, der effizient Licht emittieren kann, das eine Spitzenwellenlänge in dem blauen Bereich des Lichtspektrums aufweist. Diese LED kann eine signifikant größere Lichtausgabe als herkömmliche LEDs liefern. Da blaues Licht zudem eine kleinere Wellenlänge als rotes Licht besitzt, kann das blaue Licht, das durch die auf GaN basierende LED erzeugt wird, ohne weiteres umgewandelt werden, um Licht, das eine längere Wellenlänge besitzt, zu erzeugen. Diese effiziente Umwandlung erhöht die Wahrschein lichkeit, daß marktfähige "Weißlicht"-LEDs hergestellt wer den können. Auf GaN basierende LEDs werden ferner herge stellt, um grünes Licht zu erzeugen.

Bei einer exemplarischen bekannten, auf GaN basierenden LED ist eine lichtemittierende Halbleiterstruktur auf einem Saphirsubstrat gebildet. Die Halbleiterstruktur umfaßt einen n-Typ-GaN-Bereich und einen p-Typ-GaN-Bereich. Diese zwei Bereiche werden epitaktisch aufgewachsen. Typischerweise wird eine metallorganische Dampfphasenepitaxie verwendet. Das p-Typ-GaN kann gebildet werden, indem Magnesium (Mg) oder Zink (Zn) als ein Dopant verwendet wird. Weitere Schichten können ebenso miteinbezogen sein. Beispielsweise kann eine Pufferschicht zwischen dem Saphirsubstrat und der Halbleiterstruktur gebildet sein, um als eine Übergangs schicht zu dienen, die eine Haftung zwischen dem Saphir substrat und dem GaN-Material unterstützt. Die Pufferschicht kann aus Aluminium-Nitrid (AlN) gebildet sein.

Im Betrieb wird Licht ansprechend auf ein Anlegen eines Anregungssignals an den p-Typ-GaN-Bereich und an den n-Typ- GaN-Bereich erzeugt. Daher müssen ohmsche Kontakte auf diesen zwei Bereichen gebildet werden. Ein Problem besteht darin, daß ein ohmscher Kontakt mit einem annehmbar nie drigen Widerstandswert für das p-Typ-GaN-Material schwierig herzustellen ist. Eine Anzahl von unterschiedlichen struk turellen Anordnungen und Herstellungsverfahren zum Bilden eines annehmbaren Kontaktbereichs für den p-dotierten GaN-Bereich wurde getestet. Vorzugsweise ist der Kontakt lichtdurchlässig, so daß erzeugtes Licht durch den Kontakt entkommen kann. Lichtdurchlässige Doppelmetall-Kontakte werden in den japanischen Patentanmeldungen (Kokai) Nr. 10-135515, 10-209500 und 10-209493 beschrieben. Obwohl in den drei Druckschriften weitere Materialien dargelegt sind, sind die bevorzugten Materialien zum Bilden der Kontakte entweder Kobalt (Co) und Gold (Au) oder Nickel (Ni) und Au. Ein erstes Metall (z. B. Ni oder Co) wird auf die Oberfläche des p-Typ-GaN-Materials abgeschieden bzw. aufgebracht. Ein zweites Metall (z. B. Au) wird dann auf das erste Metall abgeschieden. Die zwei Metalle werden in einer Sauerstoff enthaltenden Umgebung einer Wärmebehandlung unterzogen, wodurch bewirkt wird, daß das erste Metall oxidiert und daß das zweite Metall das erste Metall durchdringt und das GaN-Material erreicht. Wenn das erste Metall Ni ist, wird die Wärmebehandlung eine Phase aus NiO bilden, wobei jedoch das Au in dem metallischen Zustand verbleibt.

Obwohl die bekannten lichtdurchlässigen Kontakte für p-Typ-GaN-Schichten in optoelektronischen Bauelementen ein annehmbares Verhalten bezüglich des Transmissionsgrads und der lateralen Leitfähigkeit entlang der Oberflächen der Schichten erreichen, sind weitere Verbesserungen wünschens wert. Ein Verfahren zum Bilden eines lichtdurchlässigen Kontaktes, der erwünschte optische und elektrische Eigen schaften aufweist, wenn dasselbe bei einer p-Typ-GaN-Schicht angewendet wird, wird benötigt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Verfahren zu schaffen, um lichtdurchlässige Kontakte für elektro-optische Bauelemente bereitzustellen, die eine gute Lichtdurchlässig keit und eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen.

Diese Aufgabe wird durch Verfahren gemäß den Ansprüchen 1, 14, 19, 25 oder 34 gelöst.

Bei einem Ausführungsbeispiel umfaßt ein Verfahren zum Bil den eines lichtdurchlässigen Kontakts einer Lichtquelle, die eine p-Typ-Gallium-Nitrid-Schicht (GaN-Schicht) aufweist, ein Zubringen eines ausgewählten Metalls in einem oxidierten Zustand, und nicht ein Oxidieren des Metalls lediglich nach dem dasselbe auf der Oberfläche des p-Typ-GaN abgeschieden wurde. Unter ausgewählten Bedingungen liefern die oxidierten Metallkontakte eine ausreichende laterale Leitfähigkeit (ge messen durch den Parameter V_f), um das herkömmliche Erfor dernis eines zweiten hoch-leitfähigen Kontaktmetalls, wie beispielsweise Gold (Au), aufzuheben. Da das zweite Metall dazu neigt, die optische Transparenz des resultierenden Kon takts nachteilig zu beeinflussen, ist die Reduzierung der Kontaktstruktur auf ein einzelnes oxidiertes Metall wünschenswert.

Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel, bei dem das erste Metall zu der p-Typ-GaN-Oberfläche in einem oxidierten Zu stand zugebracht wird, kann die Oxidation entweder vor oder während der Zubringung des Materials auf die p-Typ-GaN- Oberfläche auftreten. Das bevorzugte Verfahren besteht je doch darin, das Metall auf die Oberfläche in einer oxi dierenden Umgebung reaktiv zu verdampfen oder reaktiv zu sputtern. Das Metall ist vorzugsweise Nickel (Ni) oder ein Gruppe-II- oder Übergangs-Metall. Wenn ein zweites Metall benötigt wird, ist ein Edelmetall bevorzugt, wobei Gold (Au) das am meisten bevorzugteste Metall ist. Beispielsweise kann Ni reaktiv verdampft oder gesputtert werden, um NiO zu bil den, wonach eine Au-Verdampfung oder eine Au-Sputterab scheidung und ein Ausheilen folgt. Das Ausheilen bewirkt, daß das Au das oxidierte Metall durchdringt und sich mit der Oberfläche der p-Typ-GaN-Schicht verbindet. Falls die Tem peratur ausreichend hoch ist (zumindest 550°C) wird das Ausheilen die p-Dotierung der GaN-Schicht aktivieren. Als eine Alternative, die mit dem ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmt, kann das erste Metall mit dem zweiten Metall dotiert oder versehen werden, um die erwünschten optischen Eigenschaften (z. B. ein Fenster) und die erwünschten elek trischen Eigenschaften (d. h. einen ohmschen Kontakt) zu liefern. Beispielsweise kann ein Magnesiumoxid (MgO), das mit Au oder Silber (Ag) dotiert oder versehen ist, die erwünschten Eigenschaften liefern. Das MgO kann mit dem zweiten Metall unter Verwendung einer gleichzeitigen Ver dampfung oder eines Vormischens gleichzeitig abgeschieden werden. Bezugnahmen auf die Oxide, wie beispielsweise NiO und MgO, wie sie hier verwendet werden, sind beabsichtigt, alle Phasen der Oxide (z. B. NiO_x) und deren stöchiometri schen Abweichungen darzustellen. Zudem ist der Ausdruck "Schicht" vorgesehen, um Schichtsysteme zu umfassen, die zusammenwirken, um erwünschte Eigenschaften zu erreichen. Zum Beispiel kann die p-Typ-GaN-Schicht eine Reihe von p-dotierten GaN-Schichten sein.

Wenn das erste Metall als ein Oxid, wie beispielsweise NiO, abgeschieden wird, und ein hoch-leitfähiges zweites Metall auf das transparente Metalloxid abgeschieden wird, wird die Wärmebehandlung, die bewirkt, daß das zweite Metall durch das transparente Metalloxid diffundiert, typischerweise in einer nicht-reaktiven Umgebung durchgeführt. (Es können jedoch Anwendungen existieren, bei denen eine Sauerstoff enthaltende Umgebung vorteilhaft ist.) Eine N₂-Umgebung kann verwendet werden. Der optische Transmissionsgrad des Kon takts wird invers abhängig von dem Gesamt-Betrag der metal lischen Sorten in dem Kontaktmaterial sein und ist von dem Transmissionsgrad der Metallsorten abhängig. Andererseits ist die laterale Leitfähigkeit des Kontakts direkt von der Menge von aufeinanderfolgenden Metallsorten in der Kontakt struktur abhängig. Daher stehen der Transmissionsgrad und die laterale Leitfähigkeit zueinander in Konflikt. Das heißt, das für eine optische Transparenz eine minimale Metallmenge wünschenswert ist, jedoch eine größere Metall menge eine Erhöhung der lateralen Leitfähigkeit liefert. Diese zwei Betrachtungen ergeben eine Auswahl eines opti malen Bereichs der Schichtdicke für die zwei Metalle, ins besondere für das hoch-leitfähige Metall (z. B. Au). Vorzugs weise besitzt das erste Metall eine Dicke von weniger als 150 Å (nm), während das zweite Metall eine Dicke von weniger als 100 Å (10 nm) aufweist. Die optimale Dicke kann abhängig von der Anwendung schwanken. Beispielsweise liefert bei einem typischen Bauelement, das bei einem Treiberstrom von 20 mA arbeitet, eine 50 Å dicke Goldschicht ein V_f, das von 3,0 bis 3,4 Volt reicht, mit einem 80%-igen Transmissions grad bei einer Wellenlänge von 500 nm. Jedoch kann bei einem Bauelement, bei dem der Leistungswirkungsgrad von geringerer Bedeutung ist als eine Maximierung der Lichtausgabe bei ei ner gegebenen Chipfläche, ein V_f, das von 4, 0 bis 4, 8 Volt reicht, annehmbar sein, so daß die Au-Schicht eine Dicke von 5 bis 30 Å (0,5-3 nm) besitzen kann.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel tritt die Oxidation lediglich auf, nachdem zumindest eines der zwei Metalle auf der Oberfläche der p-Typ-GaN-Schicht abgeschieden ist. Die Auswahl der Metalle zum Bilden der Kontaktstruktur ist grundlegend gleich zu der Auswahl von Materialien für das erste Ausführungsbeispiel. Eines der Materialien wird hauptsächlich aufgrund seiner hohen Leitfähigkeit ausgewählt (z. B. Au), während das andere Material aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften bezüglich einem Verbinden mit der p-Typ-GaN-Schicht und wegen seiner optischen Eigenschaften nach es einer Oxidation unterzogen wurde, ausgewählt wird. Ni ist das bevorzugte Material, um es einer Oxidation zu unterziehen, wobei jedoch Mg als ein Ersatz verwendet werden kann, um die Dotierung der p-Typ-GaN-Schicht zu erhöhen. Andere Gruppe-II- und Übergangs-Metalle können ebenso als ein Ersatz für Ni verwendet werden.

Bei einer Anwendung des zweiten Ausführungsbeispiels werden die zwei Metalle abgeschieden und die Oxidation tritt in einer Umgebung auf, die sowohl Wasserdampf als auch Sauer stoffgas umfaßt. Der Sauerstoff ist mit Wasserdampf in Konzentrationen, die größer als die, die in Raumluft zu finden ist, (d. h. größer als etwa 40% relative Luftfeuch tigkeit bei 21°C), gemischt. Beispielsweise kann die oxi dierende Atmosphäre eine elektronisch gesteuerte Mischung von 20% Sauerstoff in Stickstoff sein, wobei der Wasserdampf hinzugeführt wird, indem das Gas durch ein Wasserreservoir perlt, das bei 95°C gehalten wird. Bei einer ausreichend hohen Temperatur (550°C oder darüber) aktiviert dieser Pro zeß ferner die p-Dotierung. Experimentelle Tests zeigen, daß die Sauerstoff- und Wasserdampf-Mischung wünschenswertere Ergebnisse liefert, verglichen mit oxidierenden Atmosphären, die Sauerstoff ohne Wasserdampf oder Wasserdampf in Stick stoff in der Abwesenheit von Sauerstoff aufweisen. Zudem leiten sich die Vorteile des Aktivierens der p-Dotierung mit diesen Schemata von mehreren Betrachtungen ab. Erstens werden der Dopanten-Aktivierungsschritt und die Ausheil schritte, die in den verschiedenen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, zu einem einzelnen Schritt verknüpft. Eine Beseitigung von Schritten spart Prozeßzeit, vermeidet eine zusätzliche thermische Degradierung der lichtemittierenden Struktur und reduziert die Anzahl der notwendigen Prozeß werkzeuge. Das Ergebnis ist ein kosteneffektiverer Herstel lungsprozeß. Zweitens wirkt die Schicht aus Metalloxid, um den überschüssigen Wasserstoff, der das p-Dotierung-Pas sivierungsmittel ist, zu gettern. Schließlich dient das Metall/Metalloxidsystem dazu, die Energiebarriere für die Zersetzung des Wasserstoff-p-Dopanten-Komplexes zu ernie drigen, wodurch die Aktivierung des p-Dopanten während des Ausheilens erleichtert wird, was vorzugsweise in einer Mischung von H₂O und O₂ auftritt.

Es existiert ferner ein optimaler Bereich der Konzentration von Mg [Mg] in der Schicht, die benachbart zu den Ni/Au- Kontaktmetallen ist. Die Mg-Konzentration in der zu den Ni/Au-Kontaktmetallen benachbarten Schicht beeinflußt die Umwandlung von Ni in NiO. Die Umwandlung von Ni in NiO in trockener Luft mit Wasserdampf bei Temperaturen größer als 550°C ist lediglich erfolgreich, wenn die Konzentration des Mg in der benachbarten Schicht geringer als 2 × 10²⁰ cm^-3 ist. Bei höheren Konzentrationen wandelt sich das Ni nicht in NiO um, wodurch der Kontakt lichtundurchlässig ist. Es existiert ferner eine untere Grenze für die Mg-Konzentration bezogen auf das Erreichen eines ohmschen Kontaktes. Obwohl es zu den Ni/Au-Kontaktschichten benachbarte Schichten mit niedriger Mg-Konzentration ermöglichen werden, daß sich das Ni in NiO umwandelt, wenn dasselbe in trockener Luft mit Wasserdampf bei Temperaturen größer als 550°C oxidiert wird, wird der Kontakt nicht ohmsch sein. Die untere Mg-Konzen trationsgrenze, die zur Erreichung eines ohmschen Kontakts erforderlich ist, beträgt 5 × 10¹⁹ cm^-3. Somit muß, um einen transparenten ohmschen Kontakt zu erreichen, die Mg-Konzen tration in der benachbarten Schicht in dem Bereich von 5 × 10¹⁹ cm^-3 ≦ [Mg] ≦ 2 × 10²⁰ cm^-3 sein.

Bei einer alternativen Anwendung des zweiten Ausführungs beispiels wird die erste zu bildende Schicht aus Ni-Material sein. Ein Oxidationsausheilzyklus wandelt das Ni durch die gesamte Tiefe in NiO um. Das zweite Material, beispielsweise Gold, wird auf das oxidierte erste Material aufgedampft. Ein erneutes Ausheilen treibt das zweite Metall durch das oxi dierte Material und legiert das zweite Metall mit der p- Typ-GaN-Schicht.

Die optischen Eigenschaften der Kontaktstruktur, die unter Verwendung entweder des ersten oder des zweiten Ausführungs beispiels gebildet ist, können durch ein Strukturieren zumindest des zweiten Metalls verbessert werden. Das bedeu tet, daß, wenn die Kontaktstruktur selektiv strukturiert wird, um Fenster durch eine Überdeckungsschicht aus elek trisch leitfähigem Kontaktmaterial zu umfassen, die Licht ausgabe aufgrund der Fenster erhöht wird, während ausreich end laterale Leitfähigkeit durch die Zwischenverbindung der Kontaktmaterialien beibehalten wird. Bei einer Anwendung dieses Konzepts wird lediglich das zweite Metall struktu riert, wobei das erste Metall sich in einem oxidierten Zu stand befindet oder nicht. Ein Ausheilen treibt dann das zweite Metall zu der p-Typ-GaN-Oberfläche. Alternativ kön nen die zwei Metalle strukturiert werden, entweder bevor oder nachdem das zweite Metall durch eine Wärmebehandlung getrieben ist. Bei noch einer weiteren Anwendung werden ein oder mehrere zusätzliche Schichten auf der ohmschen Kontakt struktur gebildet, nachdem das zweite Metall durch das oxi dierte erste Metall getrieben wurde. Bei dieser Anwendung kann oder können die zusätzliche Schicht oder die zusätz lichen Schichten strukturiert sein. Beispielsweise kann eine strukturierte Schicht aus Ag oberhalb einer Überdeckungs schicht aus NiO : Au oder oberhalb von Überdeckungsschichten aus NiO : Au und Indiumzinnoxid (ITO = indium tin oxide) ge bildet sein. Ag ist wünschenswert, da eine dünne Ag-Schicht (die weniger als 100 Å (10 nm) aufweist) transparenter und leitfähiger als eine Au-Schicht derselben Dicke ist. Bei allen Anwendungen wird die Struktur ausgewählt, um eine hohe laterale Leitfähigkeit zu liefern und den Transmissionsgrad zu erhöhen.

Obwohl die Ausführungsbeispiele als begrenzt auf eine oder zwei Metallschichten beschrieben werden, kommen andere Kon taktstrukturen in Betracht. Eine NiO-Schicht kann auf der GaN : Mg-Oberfläche anfänglich gebildet werden, gefolgt von Ni- und Au-Schichten. Die Anfangsschicht kann als eine "Keim"-Schicht für eine weitere Bildung von NiO dienen, das aus Ni in einer oxidierenden Atmosphäre gebildet wird. Die Keimschicht dient zur Erhöhung der verläßlichen Bildung von weiteren Oxiden. Weitere Metalle und Metalloxide können auf eine gleichartige Weise gebildet werden, wobei ein Keimma terial aus einem Metalloxid dazu dienen kann, die Bildung einer Schicht eines anderen Metalloxids zu verbessern.

Das Konzept des Bereitstellens von mehr als zwei Schichten für die der Kontaktstruktur kann in anderen Implementie rungen verwendet werden. Eine ITO-Schicht kann über den ersten zwei Metallschichten abgeschieden werden. Das ITO kann mit den anderen Schichten der Kontaktstruktur durch einen Ausheilschritt durchmischt werden (d. h. das ITO wird in die anderen Materialien, die die Kontaktstruktur auf weist, getrieben) oder kann nach dem Ausheilen abgeschieden werden. Das Hinzufügen der ITO-Schicht verbessert die laterale Leitfähigkeit. Es ist davon auszugehen, daß ITO ebenso als ein Ersatz für die anfängliche NiO-Schicht ver wendet werden kann. Als eine weitere alternative Viel schicht-Kontaktstruktur kann ein sich wiederholendes Schichtmuster, wie beispielsweise ein sich wiederholendes Muster aus Ni/Au, geliefert werden.

Ein Vielschicht-Stapel aus Ni/Au/Ni wurde getestet. Während der Oxidation bildet die oberste Schicht aus Ni eine Oxid auslöseschicht, die ermöglicht, daß die Oxidation beginnt, ohne daß das Au-Material die Oxidation des Ni verdeckt. Sobald die NiO-Bildung angefangen hat, löst sich die Au- Schicht in dieselbe, was ein weiteres Durchdringen des Sauerstoffs in die darunterliegende Ni-Schicht ermöglicht. Der Oxidationsprozeß schreitet fort, bis alles Ni-Material aufgebraucht oder in ein transparentes Oxid umgewandelt ist, wobei das Au zu der Oberfläche der p-Typ-GaN-Schicht wan dert. Auf diese Weise ist der Oxidationsprozeß reproduzier barer und einheitlicher gemacht. Die wesentliche Idee kann auf mehr als drei Schichten ausgedehnt werden, die während der Wärmebehandlung in Wechselwirkung treten, um Kontakt strukturen mit hervorragenden optischen und/oder elektri schen Eigenschaften zu bilden, verglichen mit Strukturen, die mit weniger Schichten gebildet sind. Ein Dreischicht stapel aus Ni/Au/Ni kann eine konstante Schichtdicke von 35 Å (3,5 nm) aufweisen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines optoelektro nischen Bauelements, das auf der p-Typ-GaN-Schicht keine Kontaktstruktur umfaßt;

Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht des Bauelements von Fig. 1, das eine Kontaktstruktur aufweist, die aus einer transparenten Metalloxidschicht gemäß einen Ausführungsbeispiel der Erfindung gebildet ist;

Fig. 3 einen Prozeßfluß von Schritten zum Bilden des Bauelements von Fig. 2;

Fig. 4 eine seitliche Schnittansicht des Bauelements von Fig. 1, das eine Kontaktstruktur aufweist, die aus einer Kombination der transparenten Metalloxid schicht von Fig. 2 und einer hoch-leitfähigen Metallschicht gebildet ist;

Fig. 5 eine seitliche Schnittansicht des Bauelements von Fig. 4, nach einem Ausheilschritt;

Fig. 6 einen Prozeßfluß von Schritten zum Bilden einer Kontaktstruktur gemäß einem zweiten Ausführungs beispiel der Erfindung;

Fig. 7 einen Prozeßfluß von Schritten zum Bilden einer Kontaktstruktur gemäß einer weiteren Anwendung der Erfindung;

Fig. 8 einen Prozeßfluß von Schritten zum Bilden einer Kontaktstruktur gemäß noch einer weiteren Anwendung der Erfindung;

Fig. 9 eine seitliche Schnittansicht einer Dreischicht kontaktstruktur für das Bauelement von Fig. 1;

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht des optoelektronischen Bauelements von Fig. 1, das eine strukturierte Kon taktstruktur gemäß der Erfindung aufweist;

Fig. 11 eine seitliche Schnittansicht des Bauelements von Fig. 10; und

Fig. 12 eine alternative Anwendung der strukturierten Kon taktstruktur von Fig. 10.

In Fig. 1 ist eine auf GaN basierende lichtemittierende Diode (LED) 10 gezeigt, die ein Substrat 12 und eine Anzahl von Schichten umfaßt. Der Substrattyp und die in der Figur gezeigten Schichten stellen kein wesentliches Merkmal der Erfindung dar, wie es unten erklärt werden wird. Herkömm licherweise ist das Substrat 12 aus Saphir gebildet, jedoch umfassen andere Substratmaterialien Siliziumkarbid, Zinkoxid und Siliziumdioxid. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die obere Oberfläche des Substrats texturiert, um das einfallende Licht, das von dem aktiven Bereich der LED emittiert wird, diffus zu zerstreuen. Die texturierte Ober fläche erhöht die Wahrscheinlichkeit, daß einfallendes Licht die LED durch die Seiten oder die obere Oberfläche der Halb leiterstruktur verläßt. Zudem erleichtert das texturierte Substrat ein Wachstum von dicken GaN-Epitaxie-Schichten (Schichten dicker als 7 µm), durch signifikant geringere Anfälligkeit bezüglich eines Brechens, relativ zu einem Wachstum auf nicht-strukturierten Substraten.

Wahlweise umfaßt die obere Oberfläche des Substrats 14 eine Pufferschicht. Beispielsweise kann die Pufferschicht aus Aluminium-Nitrid gebildet sein und eine Dicke von etwa 25 nm aufweisen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt zumindest eine der Schichten über der Pufferschicht eine signifikant größere Dicke als die vergleichbare Schicht einer herkömmlichen LED. Die erhöhte Dicke ermöglicht, daß das von dem aktiven Bereich emittierte Licht durch die Oberfläche der Struktur mit weniger Durchläufen entkommt. Insbesondere erhöht die erhöhte Dicke die Wahrscheinlich keit, daß emittiertes Licht mit einer einzigen Reflexion von einer Schicht-Zu-Substrat-Grenzfläche oder einer Schicht- Zu-Schicht-Grenzfläche durch die Seiten des Bauelements 10 entkommt. Ein solches Licht wird als ein "im Erstdurchlauf" gewonnenes Licht bezeichnet. Jedesmal wenn Licht auf eine der Grenzflächen trifft, kann ein Prozentsatz der Licht energie verloren gehen. Die erhöhte Dicke einer oder mehrerer Schichten erhöht den seitlichen Oberflächenbereich, durch den Licht nach einer ersten Reflexion entkommen kann. Herkömmlicherweise ist die kombinierte Dicke der Schichten über der Pufferschicht 14 3 Mikrometer. Die kombinierte Dicke in der LED 10 von Fig. 1 ist jedoch vorzugsweise min destens 7 Mikrometer und kann 15 Mikrometer überschreiten. Die Bildung von dicken epitaktischen Schichten in LEDs, die GaAs-Substrate verwenden, ist in dem US-Patent Nr. 5,233,204 der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung beschrieben.

Über der Pufferschicht 14 ist eine n-dotierte GaN-Schicht 16. Das GaN-Material kann, wie es in der Technik gut bekannt ist, epitaktisch unter Verwendung einer metallorganischen chemischen Dampfabscheidung (MOCVD) aufgewachsen werden. Eine GaN-Keimbildungsschicht kann auf das Saphirsubstrat 12 bei einer niedrigen Temperatur aufgewachsen werden. Diesem folgt ein Aufwachsen einer dicken undotierten GaN-Schicht oder einer ordnungsgemäß dotierten GaN-Schicht. Das un dotierte GaN ist inhärent ein n-Typ, so daß die n-Typ-GaN- Schicht 16 mit der ausgewählten Dicke gebildet wird.

Über der n-Typ-GaN-Schicht 16 ist ein aktiver Bereich 18. Obwohl der aktive Bereich als eine einzelne Schicht in Fig. 1 gezeigt ist, besteht der Bereich aus einer Anzahl von Schichten, einschließlich einer lichterzeugenden Schicht oder lichterzeugenden Schichten, in der oder in denen Löcher und Elektronen rekombinieren, um Licht zu erzeugen. Auf den gegenüberliegenden Seiten der Lichterzeugungsschicht befin den sich Überzugsschichten (cladding layers), die gut be kannt sind.

Über dem aktiven Bereich 18 befindet sich eine p-Typ-GaN- Schicht 20. Die GaN-Schicht 20 ist, wie die Schicht 16, epitaktisch aufgewachsen. Ein geeigneter Dopantendotierstoff ist Mg, jedoch werden auch andere Dotierungsstoffe wie beispielsweise Zn, verwendet. Wie für einen Fachmann auf dem Gebiet ohne weiteres klar ist, ist der Ausdruck "Schicht", wie er für jede der Komponenten 16, 18 und 20 verwendet wird, vorgesehen, um Systeme von Schichten zu umfassen, die zusammenwirken, um erwünschte Eigenschaften zu erreichen. Zum Beispiel kann die p-Typ-GaN-Schicht 20 eine Reihe von Schichten sein.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind Abschnitte des aktiven Bereichs 18 und der p-Typ-GaN-Schicht 20 entfernt, um die obere Oberfläche der n-Typ-Schicht 16 freizulegen, was es ermöglicht, einen Kontakt 22 auf der Schicht 16 zu bilden. Der Kontakt ermöglicht, daß eine Anregungssignalquelle an die Schicht 16 angelegt wird. Die Einrichtung zum Bilden eines Kontaktes mit einem niedrigen Widerstandswert auf einer n-Typ-GaN-Schicht hat nicht die Probleme erzeugt, die einem Bilden einer geeigneten transparenten Kontaktstruktur für das Anlegen einer Spannung an die p-Typ-GaN-Schicht 20 zugeordnet sind. Folglich wird die Bildung der n-Typ-Kon taktstruktur 22 hierin nicht beschrieben.

In Fig. 2 ist die LED 10 als eine Einzel-Schicht-Kontakt struktur aufweisend gezeigt. Die Schicht 24 ist ein licht durchlässiges Metalloxid, das zu der Oberfläche der p-Typ- GaN-Schicht 20 in einem oxidierten Zustand zugebracht wird. Das bedeutet, daß das Metall vor oder während der Bildung der Schicht, und nicht in einem Ausheilschritt nach der Abscheidung, oxidiert wird. Unter ausgewählten Bedingungen liefert das oxidierte Metall eine ausreichende laterale Leitfähigkeit, um das herkömmliche Erfordernis eines zweiten hoch-leitfähigen Kontaktmetalls zu beseitigen. Bei dem be vorzugten Ausführungsbeispiel tritt die Oxidation während einer Bildung, wie beispielsweise durch eine reaktive Ver dampfung oder ein reaktives Sputtern, auf. Bei einigen An wendungen wird das Metalloxid jedoch vor der LED-Herstel lungsprozedur gebildet (z. B. kommerziell erworben). Wenn das Metalloxid das einzige Material ist, das zum Bilden der Kontaktstruktur auf der p-Typ-GaN-Schicht 20 verwendet wird, ist NiO das Material, das ermittelt wurde, um eine ausreich ende laterale Leitfähigkeit zu liefern. Ein Vorteil der Verwendung der Einzelschicht-Kontaktstruktur besteht darin, daß der Transmissionsgrad der Kontaktstruktur erhöht ist. Das herkömmliche Erfordernis einer Bereitstellung eines zweiten hoch-leitfähigen Kontaktmetalls, wie beispielsweise Au, beeinflußt die Lichtausgabe negativ, da der optische Transmissionsgrad des Kontaktes umgekehrt abhängig von dem Gesamt-Betrag von metallischen Sorten und abhängig von dem Transmissionsgrad der Metallsorten ist.

Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel ist unter Ver wendung der ersten fünf Schritte, die in Fig. 3 gekenn zeichnet sind, hergestellt. Das heißt, daß die letzten zwei Schritte von Fig. 3 nicht bei allen Ausführungsbeispielen notwendig sind. Bei einem Schritt 26 wird die n-Typ-GaN- Schicht 16 aufgewachsen. Das epitaktische Aufwachsen ist in der Technik gut bekannt. Der aktive Bereich 18 wird in einem Schritt 28 gebildet. Wie es vorher bemerkt worden ist, be steht der aktive Bereich aus einer Kombination von Schich ten, die eine Lichterzeugungs-Schicht oder Lichterzeugungs- Schichten umfassen, die zwischen zwei Überzugsschichten eingebettet ist oder sind. Die p-Typ-GaN-Schicht wird auf den aktiven Bereich aufgewachsen, wie es bei einem Schritt 30 angezeigt ist. An diesem Punkt in dem Herstellungsprozeß sind die einzig signifikanten Unterschiede zwischen der resultierenden Struktur und der herkömmlichen LED-Struktur, daß die Oberfläche des Substrates 12 bevorzugt aufgerauht und daß zumindest eine der GaN-Schichten bevorzugt dicker als herkömmliche GaN-Schichten einer LED ist.

In einem Schritt 32 wird ein Kontaktmetall ausgewählt. Die wünschenswerten Eigenschaften beziehen sich auf mechanische, optische und elektrische Eigenschaften. Mechanisch sollte das Metall gut an der oberen Oberfläche der p-Typ-GaN- Schicht haften. Optisch sollte das Metall, wenn es in einem oxidierten Zustand ist, lichtdurchlässig sein. Elektrisch sollte das Metall eine signifikante laterale Leitfähigkeit liefern und vorzugsweise für das p-Typ-GaN einen ohmschen Kontakt mit einem niedrigen Widerstandswert bereitstellen. Diese elektrische Eigenschaft ist besonders wichtig, wenn die Einzelschichtstruktur von Fig. 2 verwendet wird. Wie vorhergehend bemerkt wurde, stellt Ni das bevorzugte Materi al dar. Jedoch kann Mg die Dotierung der p-Typ-GaN-Schicht erhöhen. Gleichfalls ist Zn wünschenswert, wenn die GaN- Schicht 30 aus GaN : Zn besteht. Weitere Gruppe II- oder Übergangs-Metalle können gewählt werden. Eine nicht er schöpfende Liste von transparenten Metalloxiden, die verwendet werden können, umfaßt TiO, SiO₂, YO, HfO, ZrO, PrO, CoO und die Perovskitoxide, wie beispielsweise Barium- Strontium-Titanat (BST). Ein weiteres geeignetes Material, das Vorteile liefert, besonders wenn dasselbe zur Bereit stellung einer Kontaktstruktur mit zumindest einer anderen Schicht kombiniert wird, ist Indiumzinnoxid (ITO), wie es ausführlicher unten beschrieben sein wird.

In einem Schritt 34 wird das gewählte Kontaktmetall zu der Oberfläche der p-Typ-GaN-Schicht 20 in einem oxidierten Zustand zugebracht. Die bevorzugte Implementierung ist ein reaktives Verdampfen oder ein reaktives Sputtern.

Wenn die Einzelschicht-Kontaktstruktur verwendet wird, wird die Kontaktstruktur zum Liefern einer lateralen Leitfähig keit bei dem Schritt 34 fertiggestellt. Kleinere Kontakte können danach auf der n-Typ-GaN-Schicht 16 (wie es durch den Kontaktpunkt 2 in Fig. 1 gezeigt ist) und auf der oberen Oberfläche des lichtdurchlässigen Metalloxides 24 von Fig. 2 gebildet sein.

Bei vielen Anwendungen wird jedoch die Einzelschicht-Einzel metall-Kontaktstruktur auf der p-Typ-GaN-Schicht 20 nicht ausreichend sein. Folglich wird zumindest ein zusätzliches Material bei der Bildung einer Kontaktstruktur, die eine ausreichende laterale Leitfähigkeit entlang der p-Typ-GaN- Schicht 20 liefert, verwendet. Das Metall ist vorzugsweise ein Edelmetall und am meisten bevorzugt Au. Eine nicht erschöpfende Liste von annehmbaren Metallen umfaßt Al, Pd, Pt, Co, Zn, Ag, Cd, Hg, Ir, Re, Os, Ru und Rh.

Bei einem Verfahren zum Liefern der zweiten lateralen Leitfähigkeit durch Verwendung eines zweiten Metalls wird ein hoch-leitfähiges Metall bei einem Schritt 36 in Fig. 3 zugebracht, um die Doppelmetall-Kontaktstruktur von Fig. 4 bereitzustellen. Die Doppelmetall-Kontaktstruktur umfaßt die oxidierte Schicht 24 und eine hoch-leitfähige Schicht 38. Ein Ausheilen wird danach bei einem Schritt 40 durchgeführt, um zu veranlassen, daß das zweite Metall durch die trans parenten Metalloxidschichten 24 zu der Oberfläche der p- Typ-GaN-Schicht 20 diffundiert. Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, ist die hoch-leitfähige Schicht 38 nach dem Ausheil schritt in Kontakt mit der p-Typ-GaN-Schicht. Der Ausheil schritt 40 wird bevorzugt in einer nicht-reaktiven Umgebung ausgeführt, da die Schicht 24 vor der Bildung der Schicht 38 oxidiert wird. Das heißt, daß ein inertes oder nicht-reak tives Gas bevorzugt verwendet wird. Beispielsweise kann ein N₂-Gas bei einer Temperatur in dem Bereich von 400° bis 850°C verwendet werden. Es kann jedoch Anwendungen geben bei denen eine Sauerstoffenthaltende Umgebung vorteilhaft ist.

Wenn das in dem Schritt 34 zugebrachte Material NiO und das in dem Schritt 36 zugebrachte Metall Au ist, ist die Dicke der Oxidschicht 24 bevorzugt weniger als 150 Å (15 nm), während die Dicke der Metallschicht 38 bevorzugt geringer als 100 Å (10 nm) ist. Der optische Transmissionsgrad des Kontaktes, der nach dem Ausheilschritt gebildet wird, ist umgekehrt abhängig von der Gesamt-Menge an metallischen Sorten in dem Kontaktmaterial und ist abhängig von dem Transmissionsgrad der Metallsorten. Andererseits ist die laterale Leitfähigkeit der Kontaktstruktur direkt von der Menge an nebeneinanderliegenden Metallsorten in der Kontakt struktur abhängig. Daher stehen Transmissionsgrad und laterale Leitfähigkeit in einem Konflikt zueinander. Eine minimale Metallmenge ist für eine optische Transparenz wünschenswert, jedoch liefert eine größere Metallmenge eine Erhöhung der lateralen Leitfähigkeit. Diese zwei Betrach tungen ergeben eine Auswahl eines optimalen Schichtdicke bereichs für die zwei Metalle, besonders für das hoch leitfähige Metall (z. B. Au). Die optimale Dicke der Schich ten wird abhängig von der Anwendung variieren. Beispiels weise liefert bei einem typischen Bauelement mit einem Treiberstrom von 20 mA eine 50 Å (5 nm) dicke Au-Schicht ein V_f in einem Bereich zwischen 3.0 und 3.4 Volt mit einem 80%-igen Transmissionsgrad bei einer Wellenlänge von 500 nm. Für ein Bauelement, bei dem der Leistungswirkungsgrad geringere Bedeutung besitzt als das Maximieren der Licht ausgabe für eine gegebene Chipfläche, kann jedoch ein V_f, das zwischen 4.0 und 4.8 Volt liegt, annehmbar sein, so daß die Au-Schicht eine Dicke von 5 bis 30 Å (0,5 bis 3 nm) aufweisen kann.

Fig. 6 ist ein alternatives Verfahren zur Bildung einer Kontaktstruktur, bei der das Kontaktmaterial entweder vor oder während des Zubringens von Material auf die p-Typ- GaN-Schicht oxidiert wird. Unter Verwendung der Schritte von Fig. 6 werden die zwei Metalle der Kontaktstruktur gleich zeitig abgeschieden. Die ersten drei Schritte des Aufwach sens der n-Typ-GaN-Schicht 26, des Bildens des aktiven Bereichs 28 und des Aufwachsens der p-Typ-GaN-Schicht 30 sind herkömmliche Schritte, wie sie unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben wurden. Die zwei Kontaktmaterialien werden bei den Schritten 42 und 44 ausgewählt. Die zwei gewählten Metalle werden dann bei einem Schritt 46 gleich zeitig abgeschieden, dem ein Ausheilschritt 48 folgt, der die in Fig. 5 gezeigte Struktur liefert. Bevorzugt wird das gleichzeitige Abscheiden der Metalle unter Verwendung eines reaktiven Sputterns oder einer reaktiver Verdampfung durch geführt, jedoch können auch andere Techniken derart zur Abscheidung der Materialien verwendet werden, daß zumindest eines derselben in einem oxidierten Zustand ist. Ein wahl weiser Ausheilschritt 48 wird in einem inerten oder nicht- reaktiven Gas, wie beispielsweise N₂, ausgeführt. Es kann jedoch Anwendungen geben, bei denen eine sauerstoffent haltende Umgebung vorteilhaft ist.

Unter Verwendung des Verfahrens von Fig. 6 kann das in dem Schritt 42 ausgewählte Metall Ni und das in dem Schritt 44 ausgewählte Metall Au sein. Daher wird die resultierende Struktur NiO : Au sein, wobei dieselbe erwünschte elektrische und optische Eigenschaften liefert. Das NiO kann mit dem Au durch gleichzeitiges Verdampfen oder Sputtern reaktiv abgeschieden werden.

Bezüglich des Auswählens des ersten Metalls wird bei jedem der in den Fig. 3 und 6 beschriebenen Verfahren NiO bevor zugt, was jedoch kein wesentliches Merkmal der Erfindung ist. Das Substituieren von MgO für NiO kann die p-Typ- Dotierung der GaN-Schicht 20 erhöhen. MgO, das mit Au dotiert oder versehen ist, kann das NiO : Au-Verhalten als ein ohmscher Kontakt und als ein Fenster nachahmen. Indiumzinn oxid (ITO) mit Au kann eine größere laterale Stromverteilung liefern. ZnO kann ferner als ein Ersatz für NiO verwendet werden, um eine zusätzliche Dotierung, gleichartig zu der Verwendung von MgO, zu liefern. Ferner können Kombinationen von oxidierten Gruppe-II- oder Übergangs-Metallen verwendet werden (z. B. NiO mit MgO oder ZnO).

Für den Fall von Ni/Au-Kontaktmetallen gibt es ferner in der zu den Ni/Au-Kontaktmetallen benachbarten Schicht einen optimalen Bereich der Mg-Konzentration [Mg]. Die Mg-Konzentration in der zu den Ni/Au-Kontaktmetallen benach barten Schicht beeinflußt die Umwandlung des Ni zu NiO. Ein Umwandeln des Ni in NiO in trockener Luft mit Wasserdampf bei Temperaturen größer als 550°C ist lediglich dann erfolg reich, wenn die Konzentration des Mg in der benachbarten Schicht geringer als 2 × 10²⁰ cm^-3 ist. Bei höheren Konzen trationen wandelt sich das Ni nicht in NiO um und der Kon takt ist lichtundurchlässig. Es existiert für die Mg-Konzen tration ferner eine untere Grenze bezüglich eines Erreichens eines ohmschen Kontaktes. Obwohl zu den Ni/Au-Kontaktschich ten benachbarte Schichten mit niedriger Mg-Konzentration ermöglichen, daß das Ni in NiO umgewandelt wird, wenn es in trockener Luft mit Wasserdampf bei Temperaturen größer als 550°C oxidiert wird, wird der Kontakt nicht ohmsch sein. Die untere Mg-Konzentrationsgrenze, die zum Erreichen eines ohm schen Kontaktes benötigt wird, beträgt 5 × 10¹⁹ cm^-3. Zum Erreichen eines transparenten ohmschen Kontaktes muß die Mg-Konzentration in der benachbarten Schicht daher in dem Bereich von 5 × 10¹⁹ cm^-3 ≦ [Mg] ≦ 2 × 10²⁰ cm^-3 liegen. Eine optimale Mg-Konzentrationsbereich kann auch für weitere Metall/Metalloxid-Kombinationen existieren.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel findet der Oxidationsprozeß lediglich nach einer Abscheidung des Kontaktmetalls bei einem Schritt 50 statt, der den herkömmlichen LED-Herstel lungsschritten 26, 28 und 30 folgt. Als ein Beispiel für den Abscheidungsschrittes 50, kann das erste Metall Ni sein, das eine Dicke von 100 Å (10 nm) besitzt, während das zweite Metall Au sein kann, das eine Dicke von 50 Å (5 nm) besitzt.

Experimente zur Umwandlung von 100 Å-Ni/50 Å-Au in NiO : Au wurden in verschiedenen Atmosphären bei 625°C durchgeführt. Die drei Atmosphären bestanden aus (1) Stickstoff mit Was serdampf, (2) trockener Luft und (3) trockener Luft mit Wasserdampf. Die trockene Luft wurde durch eine elektronisch eingestellte Mischung von 20% Sauerstoff in Stickstoff geliefert, wobei der Wasserdampf hinzugefügt wurde, indem das Gas durch ein Wasserreservoir, das bei 95°C gehalten wurde, geperlt wurde.

Bei dem Fall mit lediglich trockener Luft mit einem Fluß von 7.5 Litern pro Minute, wurde durch graue lichtundurchlässige Bereiche über einen signifikanten Abschnitt einer Hälfte eines GaN-Bauelementewafers mit einem Durchmesser vor 5,1 cm (2 Inch) lediglich eine teilweise Umwandlung von Ni in NiO festgestellt. Die Probe zeigte ein Erscheinungsbild, das sehr gleichartig zu der Kontrollhälfte des gleichen Wafers war, die in Raumluft bei der gleichen Temperatur oxidiert wurde.

Bei dem Fall von trockenem Stickstoff, der mit 7.5 Litern pro Minute strömt, mit Wasserdampf, zeigte sich eine be trächtliche Umwandlung in NiO, verglichen mit der teilweisen Umwandlung auf der Kontrollhälfte des gleichen Wafers, der in Raumluft oxidiert wurde. Obwohl das Ni effizienter als in Raumluft in NiO umgewandelt wurde, war die Umwandlung, die trockenen Stickstoff mit Wasserdampf verwendete, nicht voll ständig.

Hinsichtlich der Oxidation in trockener Luft mit Wasserdampf waren die Resultate signifikant besser. Eine im wesentlichen vollständige Oxidation einer Hälfte eines GaN-Bauelemente wafers trat bei einer Mischung von trockener Luft, die mit 7.5 Litern pro Minute strömt, mit Wasserdampf ein. Die Kontrollhälfte des gleichen Wafers zeigte lediglich eine teilweise Oxidation, gleichartig zu den Kontrollhälften der oben angeführten Wafer. Der Oxidationsschritt 52 von Fig. 7 ist bevorzugt ein solcher, bei dem eine Mischung von Sauer stoff und Wasserdampf, mit höheren Konzentrationen, als sie in Raumluft angetroffen wird (z. B. größer als 40% relativer Luftfeuchtigkeit bei 21°C), verwendet wird. Die Mischung von Sauerstoff und Wasserdampf bei den erhöhten Temperaturen liefert eine einheitlichere und reproduzierbarere Oxidation der Ni/Au-Struktur in NiO : Au. Sauerstoff ohne Wasserdampf ist bei weitem weniger effizient ebenso wie es Wasserdampf in Stickstoff in der Abwesenheit von Sauerstoff ist. Bei einer ausreichend hohen Temperatur (innerhalb des Bereichs von 550°C bis 850°C) aktiviert dieser Prozeß ferner das p-Dotieren. Ferner leiten sich die Vorteile eines Aktivier ens des p-Dotierstoffes mit diesen Schemata von mehreren Betrachtungen ab. Erstens werden der Dotierstoff-Akti vierungsschritt und die Ausheilschritte, die in den ver schiedenen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, zu einem einzelnen Schritt verknüpft. Ein Entfernen von Schritten spart Prozeßzeit, vermeidet eine zusätzliche thermische De gradierung der lichtemittierenden Struktur und reduziert die Anzahl von notwendigen Prozeßwerkzeugen. Das Ergebnis ist ein kosteneffektiverer Herstellungsprozeß. Zweitens ist die Metalloxidschicht wirksam, um den überschüssigen Wasser stoff, der das p-Dopanten-Passivierungsmittel ist, zu gettern. Schließlich dient das Metall/Metalloxid-System dazu, die Energiebarriere für die Zersetzung des Wasser stoff-p-Dotierstoff-Komplexes zu erniedrigen, wodurch die Aktivierung des p-Dotierstoffs während des Ausheilens er leichtert wird, was vorzugsweise in einer Mischung von H₂O und O₂ stattfindet.

Fig. 8 ist eine weitere Anwendung der Erfindung. Bei dieser Anwendung wird die Kontaktstruktur zwei getrennten Ausheil schritten ausgesetzt, die den herkömmlichen Schritten 26, 28 und 30, um die GaN-Schichten und den aktiven Bereich zu bil den, folgen. In einem Schritt 54 wird Ni bis zu einer aus gewählten Dicke aufgedampft. Andere Metalle, wie beispiels weise Gruppe-II- und Übergangs-Metalle, können für Ni substituiert werden. Nach dem Zubringen des ersten Metalls bei dem Schritt 54 wird ein Oxidationsausheilzyklus ver wendet, um das erste Metall durch seine gesamte Tiefe in ein transparentes Metalloxid umzuwandeln. Daher wird, wenn Ni bei dem Schritt 54 zugebracht wird, das Metall bei dem Schritt 56 in NiO umgewandelt.

Bei einem Schritt 58 wird das zweite Metall zugebracht. Wie oben bemerkt worden ist, ist das bevorzugte Material Au, jedoch können andere Metalle für Au substituiert werden. Die Schritte 54 und 58 können als Metallverdampfungsschritte ausgeführt werden. Bei einem Ausführungsbeispiel besitzt die Ni-Schicht eine Dicke von 100 Å (10 nm), während die Au- Schicht eine Dicke von 50 Å (5 nm) besitzt.

Bei einem Schritt 60 wird die Struktur erneut ausgeheilt, am das zweite Metall durch das Metalloxid zu treiben und um das zweite Metall mit der p-Typ-GaN-Schicht zu legieren, wodurch die Kontaktstruktur, die in Fig. 5 gezeigt ist, bereitge stellt wird. Der Doppel-Ausheilprozeß stellt eine Kontakt struktur bereit, die gewünschte Eigenschaften hinsichtlich optischer, elektrischer und mechanischer Eigenschaften besitzt.

Obwohl die Erfindung hinsichtlich einer Bereitstellung einer Doppelschicht-Kontaktstruktur (Metall/Metalloxid-Kontakt struktur) beschrieben wurde, existieren Vorteile für die Einbeziehung von mehr als zwei Kontaktschichten. In Fig. 9, ist eine dritte Kontaktschicht 62 gezeigt, die über der vorher beschriebenen zweiten Kontaktschicht 38 gebildet ist. Die dritte Kontaktschicht besteht aus ITO, das bis zu einer Dicke abgeschieden werden kann, um eine erhöhte Stromaus breitung zu ermöglichen, der über das Vermögen der ersten zwei Schichten hinausreicht. Bei einer Anwendung wird die ITO-Schicht lediglich hinzugegeben, nachdem die ersten zwei Schichten 24 und 28 ausgeheilt wurden, um die zwei Schichten gegenseitig zu durchmischen. Bei dieser Anwendung ist die dritte Schicht 62 eine separate Schicht, was es ermöglicht, daß die Dicke des zweiten Metalls (z. B. Au) reduziert werden kann, ohne eine laterale Leitfähigkeit zu opfern. Bei ander en Anwendungen werden die drei Schichten jedoch ausgeheilt, um Material von allen drei Schichten zu durchmischen.

Bei noch einer weiteren Anwendung einer Mehrschichtenkon taktstruktur bestehen die erste und die dritte Schicht 24 und 62 aus Ni, während die Mittelschicht 38 aus Au besteht. Die oberste Schicht aus Ni ist dazu bestimmt, eine Oxidauslöseschicht zu bilden, wodurch ermöglicht wird, daß der Oxidationsprozeß in Gang kommt, ohne daß die Au-Schicht 38 als eine Maske zwischen dem Ni und dem oxidierenden Gas wirkt. Sobald die NiO-Bildung begonnen hat, löst sich die Au-Schicht in dasselbe auf, wodurch ermöglicht wird, das Sauerstoff weiter in die darunterliegende Ni-Schicht 24 durchdringt. Der Oxidationsprozeß hält weiter an, bis das gesamte Ni-Metall verbraucht und in transparentes Oxid umgewandelt ist, wobei das Au zu der Oberfläche der p-Typ- GaN-Schicht 20 wandert. Auf diese Weise ist der Oxidations prozeß reproduzierbarer und einheitlicher gemacht. Die grundlegende Idee kann auf andere Materialtypen und auf eine größere Anzahl von Schichten ausgeweitet werden, die während der Wärmebehandlung zusammenwirken, um Strukturen mit her vorragenden elektrischen und optischen Eigenschaften zu bilden, verglichen mit Strukturen, die mit einer geringeren Anzahl von Schichten gebildet sind. Bei einer Implementie rung der Ni/Au/Ni-Mehrschichtstruktur von Fig. 9 besitzt jede der drei Schichten 24, 38 und 62 eine Dicke von 35 Å (3,5 nm).

Mehrschichtstrukturen können ein Wiederholungsmuster von Schichten, wie beispielsweise Ni/Au/Ni/Au, besitzen. Obwohl in Fig. 9 lediglich drei Kontaktschichten 24, 38 und 62 gezeigt sind, können zusätzliche Schichten bereitgestellt werden.

Bezugnehmend nun auf die Fig. 10 und 11, umfaßt die Kontakt struktur 64 für die p-Typ-GaN-Schicht 20 bei einer weiteren Anwendung eine Reihe von Öffnungen 66, die bereitgestellt sind, indem die Kontaktschichten, die bei einem der oben beschriebenen Verfahren geformt werden, strukturiert sind. Beispielsweise kann das erste Kontaktmaterial in einem oxidierten Zustand abgeschieden werden, das zweite Material kann auf das Metalloxid aufgedampft werden und die zwei Schichten können entweder vor dem oder nach dem Ausheil schritt, der bewirkt, daß die zweite Schicht die Metall oxidschicht durchdringt, strukturiert werden (z. B. durch Verwendung von Photolithographie). Herkömmliche Techniken können zur Strukturierung der Kontaktschichten verwendet werden.

Über der Kontaktstruktur 64 ist eine Elektrode 68 für eine Verbindung mit einer Anregungssignalquelle gebildet. Obwohl die Elektrode als eine Zweischichtstruktur gezeigt ist, ist dies kein wesentliches Merkmal. Die Elektrode kann unter Verwendung herkömmlicher Techniken gebildet werden.

Gemäß Fig. 11 ist das Material der Kontaktstruktur 64 ver kettet, um eine Leitfähigkeit entlang der gesamten Ober fläche der p-Typ-GaN-Schicht 20 zu liefern. Die Öffnungen 66 wirken jedoch als Fenster, um die Leuchtausgabe des opto elektronischen Bauelements zu erhöhen. Die Öffnungen 66 sind rund gezeigt, jedoch ist dies kein wesentliches Merkmal. Das Verhältnis der Fensterfläche zu der Gesamt-Fläche der Ober fläche ist bevorzugt maximiert, während eine ausreichende laterale Leitfähigkeit aufrechterhalten wird. Ovale Öffnung en oder andere Konfigurationen können als bevorzugt gegen über den runden Öffnungen ausgewählt werden.

In den Fig. 10 und 11 sind alle Schichten der Kontakt struktur strukturiert. Das Strukturieren kann stattfinden, bevor oder nachdem das hoch-leitfähige Metall (z. B. Au) durch das Metalloxid (z. B. NiO) getrieben wurde. Wenn mehr als zwei Schichten die Kontaktstruktur bilden, werden gemäß den Fig. 10 und 11 die zusätzliche Schicht oder die zusätz lichen Schichten (z. B. eine ITO-Schicht) ebenso struktu riert.

Eine Modifikation der Struktur von Fig. 11 ist in Fig. 12 gezeigt. Zumindest eine Schicht wird unstrukturiert belas sen, so daß nicht alle Schichten einer Kontaktstruktur strukturiert werden. Beispielsweise kann eine Metalloxid schicht 70 (z. B. NiO) abgeschieden werden, wie es mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben ist, während eine hoch-leitfähige Schicht 72 (z. B. Ag) über der Metalloxidschicht geformt werden kann. Öffnungen 74 in der Metallschicht als Fenster dienen. Die Form der Fenster ist kein wesentliches Merkmal, wie es unter Bezug auf die Fig. 10 und 11 angemerkt worden ist. Als ein weiteres Beispiel kann das unstrukturierte Material 70 NiO : Au sein und die strukturierte Schicht kann Ag sein. Bei diesem Beispiel kann die Konzentration von Au reduziert werden, wobei das Au den ohmschen Kontakt zu der p-Typ-GaN-Schicht 20 liefert, während das Ag die erforder liche laterale Leitfähigkeit liefert. Dies ist ebenso mög lich, wenn das unstrukturierte Material (d. h. das Über deckungsmaterial) eine obere Schicht mit ITO umfaßt, während die strukturierte Schicht hoch-leitfähig ist. Die Über deckungsschicht aus ITO ermöglicht, daß das Verhältnis von Fensterfläche zu Gesamt-Fläche der Oberfläche erhöht wird, während eine ausreichende laterale Leitfähigkeit beibehalten wird.

Claims

1. Verfahren zum Bilden eines lichtdurchlässigen Kontaktes einer Lichtquelle, mit folgenden Schritten:
Bilden (30) von zumindest einer Schicht aus p-Typ- Galliumnitrid (p-Typ-GaN) (20) als eine Schicht eines optoelektronischen Bauelements (10);
Auswählen eines Metalls zum Bilden (32) einer leit fähigen lichtdurchlässigen Schicht (24) auf einer Oberfläche der p-Typ-GaN-Schicht (20); und
Zubringen des ausgewählten Metalls (34) als ein oxi diertes Material derart auf die Oberfläche, daß das ausgewählte Metall vor oder während der Zubringung des ausgewählten Metalls auf die p-Typ-GaN-Schicht (20) oxidiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Auswählens (32) eines Metalls eine Auswahl zwischen Nickel (Ni), einem Gruppe-II-Metall und einem Über gangsmetall ist, wodurch der Schritt des Zubringens des ausgewählten Metalls (34) als ein Schritt einer Ab scheidung eines ausgewählten Metalloxids als NiO, einem Gruppe-II-Metalloxid oder einem Übergangsmetalloxid ausgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner Schritte eines Bildens (36) einer Schicht aus Edelmetall (38) auf dem ausgewählten Metalloxid und eine Wärmebehandlung des ausgewählten Metalloxids und der Schicht aus Edelmetall (38) aufweist, wodurch es ermöglicht wird, daß das Edel metall das ausgewählte Metalloxid durchdringt und zu der p-Typ-GaN-Schicht (20) diffundiert.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Schritt des Abscheidens des ausgewählten Metalloxids (34) ein gleichzeitiges Zubringen eines Edelmetalls (36) auf die Oberfläche umfaßt, wodurch eine Schicht (24, 38) gebildet wird, die eine Kombination des ausgewählten Metalloxids und des Edelmetalls ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Schritt des gleichzeitigen Abscheidens (46) des ausgewählten Metall oxids und des Edelmetalls entweder ein gleichzeitiges reaktives Verdampfen oder ein gleichzeitiges reaktives Sputtern von NiO und Au umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, mit folgenden Schritten:
Bilden eines zweiten Metalls auf dem ausgewählten Metall;
Diffundieren des zweiten Metalls durch das ausgewählte Metall; und
Bilden einer Schicht aus ITO (62), um die laterale Leit fähigkeit entlang der Oberfläche der p-Typ-GaN-Schicht (20) zu erhöhen.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt des Zubringens des ausgewählten Metalls (34) eine Keim schicht bildet, wobei dem Schritt des Zubringens folgende Schritte folgen:
Bilden einer zweiten Schicht aus dem ausgewählten Metalls auf dem oxidierten ausgewählten Metall;
Abscheiden einer Schicht aus leitfähigem Material (38); und
Ausheilen (40) der Keimschicht, der zweiten Schicht und der Schicht aus leitfähigem Material (38), um das leit fähige Material zu der p-Typ-GaN-Schicht (20) zu diffun dieren.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, mit folgenden Schrit ten:
Bilden einer Schicht aus einem hoch-leitfähigen Material (38) auf dem oxidierten ausgewählten Metall;
Bilden einer zweiten Schicht (24) aus dem ausgewählten Metalls auf der Schicht des hoch-leitfähigen Materials (38); und
Ausführen eines Ausheilens (40), um die zweite Schicht zu oxidieren und um das hoch-leitfähige Material durch das oxidierte ausgewählte Material zu diffundieren, damit dasselbe die Oberfläche der p-Typ-GaN-Schicht (20) erreicht.

9. Verfahren der Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt des Zubringens (34) des ausgewählten Metalls ein Abscheiden von NiO umfaßt, wobei entweder eine reaktive Verdampfung oder ein reaktives Sputtern verwendet wird, wobei dem Abscheiden folgende Schritte folgen:
Abscheiden (36) von Au; und
Ausheilen (40) des NiO und des Au in einer Umgebung, die im wesentlichen frei von Sauerstoff ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt des Zubringens (34) des ausgewählten Metalls ein Abscheiden von NiO umfaßt, wobei entweder eine reaktive Verdampfung oder ein reaktives Sputtern verwendet wird, wobei dem Abscheiden folgende Schritte folgen:
Abscheiden (36) eines leitfähigem Material; und
Ausheilen (40) des NiO und des leitfähigen Materials in einer Umgebung, die im wesentlichen frei von Wasserdampf ist, wobei ein p-Dotieren der p-Typ-GaN-Schicht (20) aktiviert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt des Zubringens (34) des ausgewählten Metalls ein Ab scheiden von NiO umfaßt, indem entweder eine reaktive Verdampfung oder ein reaktives Sputtern verwendet wird, wobei dem Abscheiden folgende Schritten folgen:
Abscheiden (36) eines leitfähigen Materials; und
Ausheilen (40) des NiO und des leitfähigen Materials in einer Umgebung, die im wesentlichen frei von H₂ ist, wobei ein p-Dotieren der p-Typ-GaN-Schicht aktiviert wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, das ferner einen Schritt eines Bildens von zumindest einer struk turierten elektrisch leitfähigen Schicht auf dem oxi dierten ausgewählten Metall aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, das ferner einen Sehritt eines Diffundierens der zumindest einen strukturierten elektrisch leitfähigen Schicht durch das oxidierte auge wählte Metall aufweist.

14. Verfahren zum Bilden eines lichtdurchlässigen Kontakts einer Lichtquelle, mit folgenden Schritten:
Bilden zumindest einer Schicht aus p-Typ-GaN (20) als eine Schicht eines optoelektronischen Bauelements;
Bilden einer ersten und zweiten Kontaktschicht (24, 38) auf der p-Typ-GaN-Schicht (20), derart, daß die Kontakt schichten (24, 38) zumindest entweder Ni, ein Übergangs metall oder ein Gruppe-II-Metall und ein hoch-leitfähi ges Metall umfassen; und
Bilden einer oxidierenden Umgebung entlang der ersten und zweiten Kontaktschicht (24, 38), das ein Einbringen von Wasserdampf und Sauerstoffgas in die oxidierende Um gebung umfaßt, um zumindest entweder das Ni, das Über gangsmetall oder das Gruppe-II-Metall zu oxidieren (52) und um das hoch-leitfähige Metall zu der p-Typ-GaN- Schicht (20) zu diffundieren, wobei der Wasserdampf in einer Konzentration zugebracht wird, die größer als die Konzentration des Wasserdampfes in einer umliegenden Umgebung ist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Schritt des Bil dens der oxidierenden Umgebung ein Zubringen des Wasser dampfes in einen Strom aus trockener Luft sowie ein Erhitzen der oxidierenden Umgebung auf eine Temperatur, die 550°C überschreitet, umfaßt, so daß das p-Dotieren der p-Typ-GaN-Schicht aktiviert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Schritt des Bildens der oxidierenden Umgebung ein Bereitstellen von Sauerstoff in einem nicht-reaktiven Gas umfaßt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Schritt des Bildens der ersten und zweiten Kontaktschicht (24, 38) ein Bilden einer ersten Kontaktschicht aus Ni und einer zweiten Kontaktschicht aus Au umfaßt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, das ferner vor dem Schritt des Bildens einer oxidierender Umgebung ein Bilden einer dritten Kontaktschicht (62) aus Ni aufweist, derart, daß eine Mehrschichtstruktur aus Ni/Au/Ni gebildet wird.

19. Verfahren zum Bilden einer Lichtquelle, mit folgenden Schritten:
Bilden (26) von zumindest einer Schicht aus n-Typ-GaN (16) als eine Schicht einer lichtemittierenden Quelle;
Bilden (28) eines aktiven Bereichs (18) zum Erzeugen von Licht ansprechend auf ein angelegtes Signal;
Bilden (30) von zumindest einer Schicht aus p-Typ-GaN als eine weitere Schicht der lichtemittierenden Quelle;
Bilden einer ersten Kontaktschicht auf der p-Typ-GaN- Schicht (20), das ein Oxidieren der ersten Kontakt schicht vor dem Zubringen der ersten Kontaktschicht auf die p-Typ-GaN-Schicht umfaßt;
Bilden einer zweiten Kontaktschicht aus einem hoch-leit fähigen Material auf der ersten Kontaktschicht; und
Ausheilen (40) der ersten und zweiten Kontaktschicht, um zu ermöglichen, daß das hoch-leitfähige Material die er ste Kontaktschicht durchdringt, um die p-Typ-GaN-Schicht (20) zu erreichen.

20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Schritt des Aus heilens (40) in einer Umgebung ausgeführt wird, die all gemein frei von Sauerstoff ist.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, das ferner vor dem Schritt des Ausheilens einen Schritt des Bildens einer dritten Kontaktschicht (62), die entweder Ni oder ITO umfaßt, aufweist.

22. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, das ferner nach den Schritt des Ausheilens (40) einen Schritt des Bildens einer dritten Kontaktschicht (62) aus ITO aufweist.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, das ferner einen Schritt an Strukturierens von zumindest der zwei ten Kontaktschicht aufweist, um eine Struktur von Fen stern durch eine Struktur aus elektrisch leitfähigem Kontaktmaterial zu bilden, wobei die Fenster hoch-durch lässige Bereich liefern, während die Struktur des elek trisch leitfähigen Kontaktmaterials eine Stromverteilung entlang einer Oberfläche der p-Typ-GaN-Schicht liefert.

24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem der Schritt des Strukturierens auf ein Strukturieren der zweiten Ko ntaktschicht begrenzt ist, wodurch die oxidierte erste Kontaktschicht unberührt gelassen wird.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, das ferner einen Schritt des Bildens von Fenstern in einer dritten Kontaktschicht (62) auf der zweiten Kontaktschicht auf weist, der dem Schritt des Ausheilens (40) der ersten und zweiten Kontaktschicht folgt.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, das ferner folgende Schritte aufweist:
Bilden einer Überdeckungsschicht aus ITO auf der zweiten Kontaktschicht; und
Bilden einer strukturierten Materialschicht mit Material auf dem ITO, derart, daß die strukturierte Schicht Fen ster aufweist.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, bei dem der Schritt des Bildens (34) der ersten Kontaktschicht entweder ein reaktives Sputtern oder ein reaktives Ver dampfen von Ni in einer sauerstoffenthaltenden Umgebung umfaßt.

28. Verfahren zum Bilden eines lichtdurchlässigen Kontakts einer Lichtquelle, mit folgenden Schritten:
Bilden von zumindest einer Schicht aus p-Typ-GaN (20) als eine Schicht eines optoelektronischen Bauelements;
Bilden (54) einer ersten Schicht auf einer Oberfläche der p-Typ-GaN-Schicht;
Oxidieren (56) der ersten Schicht durch ihre gesamte Tiefe um eine oxidierte erste Schicht zu bilden;
Bilden (58) einer zweiten Schicht aus einem leitfähigen Material auf der oxidierten ersten Schicht; und
Durchführen einer Wärmebehandlung (60) der ersten und zweiten Schicht, um die zweite Schicht durch die oxi dierte erste Schicht zu treiben und um das leitfähige Material mit der p-Typ-GaN-Schicht zu legieren.

29. Verfahren nach Anspruch 28, das ferner vor dem Schritt der Wärmebehandlung einen Schritt des Bildens einer zweiten Ni-Schicht über der zweiten Schicht aufweist.

30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, bei dem die Schritte des Bildens der ersten und zweiten Schicht (24, 38) als Verdampfungsschritte zum Abscheiden von Ni und Au aus geführt sind.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 30, das ferner vor dem Schritt der Wärmebehandlung einen Schritt des Bildens einer Schicht aus ITO aufweist.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 31, das ferner einen Schritt des Bildens von zumindest einer struktur ierten Schicht über der zweiten Schicht aufweist, der art, daß Fenster (66) in der zumindest einen struktur ierten Schicht gebildet sind.

33. Verfahren nach dem Anspruch 28, mit ferner folgenden Schritten:
Bilden einer Überdeckungsschicht aus ITO über der zwei ten Schicht; und
Bilden von Fenstern (66) in einer reflektierenden Schicht über der ITO-Schicht.

34. Verfahren zum Bilden einer Kontaktstruktur einer Licht quelle, mit folgenden Schritten:
Bilden von zumindest einer Schicht mit p-Typ-GaN als eine Schicht eines optoelektronischen Bauelements;
Bilden einer ersten und zweiten Kontaktschicht (24, 38) auf der p-Typ-GaN-Schicht (20), derart, daß die Kontakt schichten zumindest entweder Ni, ein Übergangsmetall oder ein Gruppe-II-Metall sowie ein hoch-leitfähige Metall umfassen; und
Bilden einer oxidierenden Umgebung entlang der ersten und zweiten Kontaktschicht (24, 38), das ein Zubringen von Wasserdampf und Sauerstoffgas in die oxidierende Umgebung umfaßt, um zumindest entweder das Ni, das Übergangsmetall oder das Gruppe-II-Metall zu oxidieren und um das hoch-leitfähige Metall zu der p-Typ-GaN- Schicht zu diffundieren, wobei der Wasserdampf in einer größeren Konzentration als die Konzentration des Wasser dampfes in einer umliegenden Umgebung zugebracht wird, wobei die oxidierende Umgebung auf eine Temperatur, die 550°C überschreitet, erhitzt wird, so daß ein p-Dotieren der p-Typ-GaN-Schicht aktiviert wird.

35. Verfahren nach Anspruch 34, bei dem der Schritt eines Bildens der oxidierenden Umgebung ein Bereitstellen von Sauerstoff in einem nicht-reaktiven Gas umfaßt.

36. Verfahren nach Anspruch 35, bei dem der Schritt des Bildens der ersten und zweiten Kontaktschicht (24, 38) ein Bilden einer ersten Kontaktschicht aus Ni und einer zweiten Kontaktschicht aus Au umfaßt.

37. Verfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 36, das ferner ein Bilden einer dritten Kontaktschicht (62) aus Ni vor dem Schritt des Bildens einer oxidierenden Umgebung auf weist, derart, daß eine Mehrschichtstruktur aus Ni/Au/Ni gebildet wird.