[发明专利]一种改善光性能的欧姆接触电极的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体的欧姆接触层的制造方法，特别是一种应用在高亮度、高出光效率发光二极管的欧姆接触层技术领域。

背景技术

近年来，半导体材料已经广泛地应用于光二极管、激光二极管、光检测器及微电子元件中。发光二极管已经成功地发展成为高亮度的商业化产品，在这些元件中良好的欧姆接触(ohmic contact)是十分重要的。半导体器件的制造工艺中，P型区和N型区的欧姆接触一般采用不同的合金材料和合金化工艺，形成欧姆接触(ohmic contact)的合金经蒸发、光刻、蚀刻工艺制作成的欧姆接触(ohmic contact)电极尺寸与芯片电极尺寸相同，在施加工作电流后，发光层的部分光由有源区射向外延层表面时被电极遮挡而无法射出，导致发光二极管的出光效率低、外量子效率低，亮度低。

至目前为止，现有技术中制作的欧姆接触层的电极尺寸与芯片电极尺寸均是一般大，这样大量的光被阻挡在金属电极下方而不能发出，使得制作的器件的光学性能明显偏低，应用面窄，市场认可率低，无形中增大的制造成本。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，独创出一种简单有效的改善光性能的欧姆接触电极的制造方法，它可以实现形成良好欧姆接触的同时，提高外量子效率，增大发光面积，改善器件的性能与可靠性。

本发明的技术方案是：

一种改善光性能的欧姆接触电极的制造方法，在外延片表面蒸发薄层的金-铍合金，经过光刻、蚀刻工艺在外延层表面形成点状(dots)欧姆接触层。

合金化温度在450℃～500℃之间，合金化时间为5～12分钟。

优选地，点状(dots)欧姆接触层(AuBe合金)的尺寸为10微米-20微米。

进一步、在外延片表面沉积ITO与SiO2薄层。

外延片表面首先蒸发点状(dots)欧姆接触层，通过光刻、蚀刻工艺对图形进行处理，接触进行合金化处理，合金温度为：450℃～500℃，合金化时间为：5～12分钟，然后蒸发、沉积ITO、SiO₂层。

优选地，在外延片表面沉积ITO为薄层、SiO2为薄层。

为达到上述目的，本发明采取如下措施：

先将外延片清洗干净，去除表面的颗粒、氧化物、金属离子等杂质，随后在外延片表面蒸发至少两种金属元素，通过光刻、蚀刻工艺的处理，形成点状(dots)欧姆接触电极，接着进行合金化处理，使其中一种金属元素氧化形成P型氧化物半导体，其余金属则保持金属状态。

本发明的一种改善光性能的欧姆接触电极的制造方法，可采用以下实施方法实现：

首先将外延片常温混合液(氢氧化铵∶双氧水∶水)中浸泡3-4分钟，混合液比例可以为：氢氧化铵∶双氧水∶水＝2∶1∶5，然后用去离子水冲洗干净，随后在55℃的混合液(硫酸、双氧水、水)浸泡30秒，混合液比例可以为硫酸∶双氧水∶水＝5∶1∶1，然后用去离子水冲洗干净，并且将其放置于甩干机中甩干。接着在电子束蒸发台中蒸发的金铍合金层，然后通过光刻、蚀刻等工艺制作出点状(dots)欧姆接触层电极，接着在合金炉中进行合金作业。合金温度：450℃～500℃，此温度段才能实现欧姆接触，便于后续工艺的实施，合金时间：5～12分钟，此时间段才能达到欧姆接触，便于后续工艺的实施。若时间偏长，将会引起波长红移。接下来在镀有合金层的外延片上继续蒸发ITO层和SiO₂层，通过光刻、蚀刻工艺形成改善光性能的欧姆接触(ohmic contact)电极，便可以进行下一步工艺作业。ITO层和SiO₂层的厚度筛选配合，是为了保证较高的出光率。

提供了通过蒸镀将金铍(AuBe)合金沉积在导体器件上，通过光刻、蚀刻等工艺将其制作成点状(dots)的欧姆接触层，

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、发光面积大。金铍欧姆接触层电极尺寸小，对发光面积的遮挡小。大量的光束可以从发光区出射到外延片表面。

2、发光区均匀。ITO镀层能起到很好的电流扩展作用，对从有源区发射的光有好的电流扩展作用和高的光透过率。

3、外量子效率高。SiO2较ITO(NITO＝2.08，NSiO2＝1.45)的折射率低，大量的光束通过SiO2可以很好地折射到外延层表面，避免全反射现象带来的出光效率低下的弊端。本发明技术方案中ITO蒸发为此厚度时，其透过率最高99-100％SiO2：沉积SiO2的厚度为此厚度时，其折射率最佳，就是使得更多的光从chip(芯片)表面发出。