垂直结构发光二极管芯片的P电极的制备方法技术

本公开提供了一种垂直结构发光二极管芯片的P电极的制备方法，属于发光二极管领域。所述方法包括：提供发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底以及顺次层叠在所述衬底上的缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型GaN层和P型欧姆接触层；在P型欧姆接触层上生长接触层电极，对接触层电极进行热退火处理，接触层电极包括Ni层；在接触层电极上生长第一反射层电极，对第一反射层电极进行热退火处理，第一反射层电极包括第一Ag层，第一反射层电极的退火时间比接触层电极的退火时间短，第一反射层电极的退火温度比接触层电极的退火温度低。本公开能够获得高反射率和低接触电阻率的P电极。

【技术实现步骤摘要】
垂直结构发光二极管芯片的P电极的制备方法
本公开涉及发光二极管领域，特别涉及一种垂直结构发光二极管芯片的P电极的制备方法。
技术介绍
垂直结构LED(LightEmittingDiode，发光二极管)芯片的两个电极分别在LED外延层的两侧。目前，垂直结构LED的一个关键难点在于p型欧姆接触，以GaN基垂直结构LED为例，一方面，由于Mg的激活能较高，很难获得高空穴浓度的p-GaN，另一方面，垂直结构的GaN基LED的p-GaN电极既作为欧姆接触电极，又作为光学反射镜，对电极的材料体系提出了非常高的要求。因此，拥有良好的欧姆接触和高反射率的p-GaN电极对于垂直结构的GaN基LED是至关重要的。相关技术中，p-GaN电极采用两层金属结构：在紧邻p-GaN的第一层采用Ni，第二层使用可见光波段具有较高反射率的Ag、Al和Au等金属。为了形成高质量的欧姆接触，需要一次性对沉积在p-GaN表面的p-GaN电极整体进行热退火合金。在实现本公开的过程中，专利技术人发现相关技术至少存在以下问题：在退火过程中的高温会导致Ag的聚集以及Ag与其他金属发生混合导致p-GaN电极的电极反射率下降，从而影响电极的光学性能。
技术实现思路
本公开提供了一种垂直结构发光二极管芯片的P电极的制备方法，能够获得高反射率和低接触电阻率的P电极。所述技术方案如下：一种垂直结构发光二极管芯片的P电极的制备方法，所述制备方法包括：提供发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底以及顺次层叠在所述衬底上的缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型GaN层和P型欧姆接触层；在所述P型欧姆接触层上生长接触层电极，对所述接触层电极进行热退火处理，所述接触层电极包括Ni层；在所述接触层电极上生长第一反射层电极，对所述第一反射层电极进行热退火处理，所述第一反射层电极包括第一Ag层，所述第一反射层电极的退火时间比所述接触层电极的退火时间短，所述第一反射层电极的退火温度比所述接触层电极的退火温度低。可选地，所述对所述接触层电极进行热退火处理，包括：在氧气气氛中对所述接触层电极进行热退火处理，所述接触层电极的退火温度为450～550℃，退火时间为3～5分钟。可选地，所述Ni层的厚度为0.5～1nm。可选地，所述接触层电极还包括第二Ag层，所述第二Ag层位于所述Ni层与所述第一反射层电极之间。可选地，所述第二Ag层的厚度为1～1.5nm。可选地，所述对所述第一反射层电极进行热退火处理，包括：在氧气气氛中对所述第一反射层电极进行热退火处理，所述第一反射层电极的退火温度为350～400℃，退火时间为1分钟。可选地，所述第一Ag层的厚度为100～200nm。可选地，所述方法还包括：在所述第一反射层电极上生长第二反射层电极，所述第二反射层电极包括第三Ag层。可选地，所述方法还包括：对所述第二反射层电极进行热退火处理。可选地，所述对所述第二反射层电极进行热退火处理，包括：在氮气气氛中对所述第二反射层电极进行热退火处理，所述第二反射层电极的退火温度为350～400℃，退火时间为1分钟。本公开提供的技术方案带来的有益效果是：通过将P电极分解为接触层电极和第一反射层电极，接触层电极的材质是Ni，第一反射层电极的材质是Ag，对Ni进行长时间的高温退火，可以获得更好的欧姆接触特性的接触层电极，降低接触电阻率；对Ag进行短时间的低温退火，降低Ag经历的退火时间和温度，可以得到更高的反射率的反射层电极，解决了垂直结构发光二极管芯片传统的Ni/Ag/Ti/Au电极的光学性能(反射率低)和电学性能(接触电阻率高)相互制约的问题。附图说明为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本公开实施例提供的垂直结构发光二极管芯片的结构示意图；图2是本公开实施例提供的一种垂直结构发光二极管芯片的P电极的制备方法的流程图；图3是本公开实施例提供的一种垂直结构发光二极管芯片的P电极的制备方法的流程图。具体实施方式为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。为便于对本公开实施例提供的技术方案的理解，首先介绍一下垂直结构发光二极管芯片的结构。图1是本公开实施例提供的垂直结构发光二极管芯片的结构示意图。参见图1，垂直结构发光二极管芯片包括N型半导体层1、有源层2、P型半导体层3、N电极4和P电极5，N电极4和P电极5相对设置。N电极所在面为发光面。P电极所在面为反射面，一般具备光反射功能。其中，N电极4和P电极5的制备是在外延片上制备。在完成电极制备之后，再将外延片裂片得到芯片。图2是本公开实施例提供的一种垂直结构发光二极管芯片的P电极的制备方法的流程图。参见图2，该方法流程包括如下步骤。步骤101、提供发光二极管外延片。发光二极管外延片包括衬底以及顺次层叠在衬底上的缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型GaN层和P型欧姆接触层。步骤102、在P型欧姆接触层上生长接触层电极，对接触层电极进行热退火处理。接触层电极包括Ni层。步骤103、在接触层电极上生长第一反射层电极，对第一反射层电极进行热退火处理。第一反射层电极包括第一Ag层，第一反射层电极的退火时间比接触层电极的退火时间短，第一反射层电极的退火温度比接触层电极的退火温度低。相对于金属Al和Au，Ag的接触电阻比Al的接触电阻小，利于电流扩展；Ag的价格比Au的价格低，利于节省成本。接触层电极和第一反射层电极形成垂直结构发光二极管芯片的P电极(也称P-GaN电极)。本实施例中，通过将P电极分解为接触层电极和第一反射层电极，接触层电极的材质是Ni，第一反射层电极的材质是Ag，对Ni进行长时间的高温退火，可以获得更好的欧姆接触特性的接触层电极，降低接触电阻率；对Ag进行短时间的低温退火，降低Ag经历的退火时间和温度，可以得到更高的反射率的反射层电极，解决了垂直结构发光二极管芯片传统的Ni/Ag/Ti/Au电极的光学性能(反射率低)和电学性能(接触电阻率高)相互制约的问题。图3是本公开实施例提供的垂直结构发光二极管芯片的P电极的制备方法的流程图。参见图3，该方法流程包括如下步骤。步骤201、制备发光二极管外延片。发光二极管外延片包括衬底以及顺次层叠在所述衬底上的缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型GaN层和P型欧姆接触层。示例性地，步骤201可以包括如下步骤。步骤2011、提供衬底。衬底可以采用以(0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂直结构发光二极管芯片的P电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：/n提供发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底以及层叠在所述衬底上的缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型GaN层和P型欧姆接触层；/n在所述P型欧姆接触层上生长接触层电极，对所述接触层电极进行热退火处理，所述接触层电极包括Ni层；/n在所述接触层电极上生长第一反射层电极，对所述第一反射层电极进行热退火处理，所述第一反射层电极包括第一Ag层，所述第一反射层电极的退火时间比所述接触层电极的退火时间短，所述第一反射层电极的退火温度比所述接触层电极的退火温度低。/n

【技术特征摘要】
1.一种垂直结构发光二极管芯片的P电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
提供发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底以及层叠在所述衬底上的缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层、电子阻挡层、P型GaN层和P型欧姆接触层；
在所述P型欧姆接触层上生长接触层电极，对所述接触层电极进行热退火处理，所述接触层电极包括Ni层；
在所述接触层电极上生长第一反射层电极，对所述第一反射层电极进行热退火处理，所述第一反射层电极包括第一Ag层，所述第一反射层电极的退火时间比所述接触层电极的退火时间短，所述第一反射层电极的退火温度比所述接触层电极的退火温度低。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述对所述接触层电极进行热退火处理，包括：
在氧气气氛中对所述接触层电极进行热退火处理，所述接触层电极的退火温度为450～550℃，退火时间为3～5分钟。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Ni层的厚度为0.5～1nm。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述接触层电极还包括第二Ag层，所述第二Ag层...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旺平，梅劲，刘春杨，张武斌，葛永晖，
申请(专利权)人：华灿光电浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33