[發明專利]垂直結構發光二極管芯片的P電極的制備方法

有效

• 申請號: 202011610562.X
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112885937B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 劉旺平;梅勁;劉春楊;張武斌;葛永暉
• 申請（專利權）人: 華燦光電（浙江）有限公司
• 主分類號: H01L33/40
• 分類號: H01L33/40
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 呂耀萍

本公開提供了一種垂直結構發光二極管芯片的P電極的制備方法，屬于發光二極管領域。所述方法包括：提供發光二極管外延片，所述發光二極管外延片包括襯底以及順次層疊在所述襯底上的緩沖層、未摻雜GaN層、N型GaN層、多量子阱層、電子阻擋層、P型GaN層和P型歐姆接觸層；在P型歐姆接觸層上生長接觸層電極，對接觸層電極進行熱退火處理，接觸層電極包括Ni層；在接觸層電極上生長第一反射層電極，對第一反射層電極進行熱退火處理，第一反射層電極包括第一Ag層，第一反射層電極的退火時間比接觸層電極的退火時間短，第一反射層電極的退火溫度比接觸層電極的退火溫度低。本公開能夠獲得高反射率和低接觸電阻率的P電極。

技術領域

本公開涉及發光二極管領域，特別涉及一種垂直結構發光二極管芯片的P電極的制備方法。

背景技術

垂直結構LED(Light Emitting Diode，發光二極管)芯片的兩個電極分別在LED外延層的兩側。目前，垂直結構LED的一個關鍵難點在于p型歐姆接觸，以GaN基垂直結構LED為例，一方面，由于Mg的激活能較高，很難獲得高空穴濃度的p-GaN，另一方面，垂直結構的GaN基LED的p-GaN電極既作為歐姆接觸電極，又作為光學反射鏡，對電極的材料體系提出了非常高的要求。因此，擁有良好的歐姆接觸和高反射率的p-GaN電極對于垂直結構的GaN基LED是至關重要的。

相關技術中，p-GaN電極采用兩層金屬結構：在緊鄰p-GaN的第一層采用Ni，第二層使用可見光波段具有較高反射率的Ag、Al和Au等金屬。為了形成高質量的歐姆接觸，需要一次性對沉積在p-GaN表面的p-GaN電極整體進行熱退火合金。

在實現本公開的過程中，發明人發現相關技術至少存在以下問題：在退火過程中的高溫會導致Ag的聚集以及Ag與其他金屬發生混合導致p-GaN電極的電極反射率下降，從而影響電極的光學性能。

發明內容

本公開提供了一種垂直結構發光二極管芯片的P電極的制備方法，能夠獲得高反射率和低接觸電阻率的P電極。所述技術方案如下：

一種垂直結構發光二極管芯片的P電極的制備方法，所述制備方法包括：

提供發光二極管外延片，所述發光二極管外延片包括襯底以及順次層疊在所述襯底上的緩沖層、未摻雜GaN層、N型GaN層、多量子阱層、電子阻擋層、P型GaN層和P型歐姆接觸層；

在所述P型歐姆接觸層上生長接觸層電極，對所述接觸層電極進行熱退火處理，所述接觸層電極包括Ni層；

在所述接觸層電極上生長第一反射層電極，對所述第一反射層電極進行熱退火處理，所述第一反射層電極包括第一Ag層，所述第一反射層電極的退火時間比所述接觸層電極的退火時間短，所述第一反射層電極的退火溫度比所述接觸層電極的退火溫度低。

可選地，所述對所述接觸層電極進行熱退火處理，包括：

在氧氣氣氛中對所述接觸層電極進行熱退火處理，所述接觸層電極的退火溫度為450～550℃，退火時間為3～5分鐘。

可選地，所述Ni層的厚度為0.5～1nm。

可選地，所述接觸層電極還包括第二Ag層，所述第二Ag層位于所述Ni層與所述第一反射層電極之間。

可選地，所述第二Ag層的厚度為1～1.5nm。

可選地，所述對所述第一反射層電極進行熱退火處理，包括：

在氧氣氣氛中對所述第一反射層電極進行熱退火處理，所述第一反射層電極的退火溫度為350～400℃，退火時間為1分鐘。

可選地，所述第一Ag層的厚度為100～200nm。

可選地，所述方法還包括：