[發明專利]一種改善光性能的歐姆接觸電極的制造方法

無效

• 申請號: 201210001595.3
• 申請日: 2012-01-05
• 公開（公告）號: CN102569584A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 楊繼遠
• 申請（專利權）人: 楊繼遠
• 主分類號: H01L33/38
• 分類號: H01L33/38;H01L33/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種半導體的歐姆接觸層的制造方法，特別是一種應用在高亮度、高出光效率發光二極管的歐姆接觸層技術領域。

背景技術

近年來，半導體材料已經廣泛地應用于光二極管、激光二極管、光檢測器及微電子元件中。發光二極管已經成功地發展成為高亮度的商業化產品，在這些元件中良好的歐姆接觸(ohmic?contact)是十分重要的。半導體器件的制造工藝中，P型區和N型區的歐姆接觸一般采用不同的合金材料和合金化工藝，形成歐姆接觸(ohmic?contact)的合金經蒸發、光刻、蝕刻工藝制作成的歐姆接觸(ohmic?contact)電極尺寸與芯片電極尺寸相同，在施加工作電流后，發光層的部分光由有源區射向外延層表面時被電極遮擋而無法射出，導致發光二極管的出光效率低、外量子效率低，亮度低。

至目前為止，現有技術中制作的歐姆接觸層的電極尺寸與芯片電極尺寸均是一般大，這樣大量的光被阻擋在金屬電極下方而不能發出，使得制作的器件的光學性能明顯偏低，應用面窄，市場認可率低，無形中增大的制造成本。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，獨創出一種簡單有效的改善光性能的歐姆接觸電極的制造方法，它可以實現形成良好歐姆接觸的同時，提高外量子效率，增大發光面積，改善器件的性能與可靠性。

本發明的技術方案是：

一種改善光性能的歐姆接觸電極的制造方法，在外延片表面蒸發薄層的金-鈹合金，經過光刻、蝕刻工藝在外延層表面形成點狀(dots)歐姆接觸層。

合金化溫度在450℃～500℃之間，合金化時間為5～12分鐘。

優選地，點狀(dots)歐姆接觸層(AuBe合金)的尺寸為10微米-20微米。

進一步、在外延片表面沉積ITO與SiO2薄層。

外延片表面首先蒸發點狀(dots)歐姆接觸層，通過光刻、蝕刻工藝對圖形進行處理，接觸進行合金化處理，合金溫度為：450℃～500℃，合金化時間為：5～12分鐘，然后蒸發、沉積ITO、SiO₂層。

優選地，在外延片表面沉積ITO為薄層、SiO2為薄層。

為達到上述目的，本發明采取如下措施：

先將外延片清洗干凈，去除表面的顆粒、氧化物、金屬離子等雜質，隨后在外延片表面蒸發至少兩種金屬元素，通過光刻、蝕刻工藝的處理，形成點狀(dots)歐姆接觸電極，接著進行合金化處理，使其中一種金屬元素氧化形成P型氧化物半導體，其余金屬則保持金屬狀態。

本發明的一種改善光性能的歐姆接觸電極的制造方法，可采用以下實施方法實現：

首先將外延片常溫混合液(氫氧化銨∶雙氧水∶水)中浸泡3-4分鐘，混合液比例可以為：氫氧化銨∶雙氧水∶水＝2∶1∶5，然后用去離子水沖洗干凈，隨后在55℃的混合液(硫酸、雙氧水、水)浸泡30秒，混合液比例可以為硫酸∶雙氧水∶水＝5∶1∶1，然后用去離子水沖洗干凈，并且將其放置于甩干機中甩干。接著在電子束蒸發臺中蒸發的金鈹合金層，然后通過光刻、蝕刻等工藝制作出點狀(dots)歐姆接觸層電極，接著在合金爐中進行合金作業。合金溫度：450℃～500℃，此溫度段才能實現歐姆接觸，便于后續工藝的實施，合金時間：5～12分鐘，此時間段才能達到歐姆接觸，便于后續工藝的實施。若時間偏長，將會引起波長紅移。接下來在鍍有合金層的外延片上繼續蒸發ITO層和SiO₂層，通過光刻、蝕刻工藝形成改善光性能的歐姆接觸(ohmic?contact)電極，便可以進行下一步工藝作業。ITO層和SiO₂層的厚度篩選配合，是為了保證較高的出光率。

提供了通過蒸鍍將金鈹(AuBe)合金沉積在導體器件上，通過光刻、蝕刻等工藝將其制作成點狀(dots)的歐姆接觸層，

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

1、發光面積大。金鈹歐姆接觸層電極尺寸小，對發光面積的遮擋小。大量的光束可以從發光區出射到外延片表面。

2、發光區均勻。ITO鍍層能起到很好的電流擴展作用，對從有源區發射的光有好的電流擴展作用和高的光透過率。

3、外量子效率高。SiO2較ITO(NITO＝2.08，NSiO2＝1.45)的折射率低，大量的光束通過SiO2可以很好地折射到外延層表面，避免全反射現象帶來的出光效率低下的弊端。本發明技術方案中ITO蒸發為此厚度時，其透過率最高99-100％SiO2：沉積SiO2的厚度為此厚度時，其折射率最佳，就是使得更多的光從chip(芯片)表面發出。