多重反射层电极以及含有该电极的化合物半导体发光器件制造技术

提供了一种多重反射层电极以及含有该电极的化合物半导体发光器件。所述多重反射层电极包括：叠置在所述ｐ型半导体层上的反射层；叠置在所述反射层上从而防止所述反射层聚结的聚结防止层；以及插入在所述反射层和所述聚结防止层之间从而防止所述聚结防止层的扩散的扩散阻挡物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件的多重反射层电极，更具体而言，涉及一 种具有改善的热稳定性和欧姆接触特性的多重反射层电极以及含有该电极 的化合物半导体发光器件。
技术介绍
图1是常规化合物半导体发光器件(LED) 50以及形成在p型氮化物 半导体层16上的常规p型电极30的结构剖面图。图2是示出其上p型电 极30被退火的化合物半导体LED 50的表面的照片，图3是示出经退火的p 型电极30的聚结以及由于聚结导致的形成在p型电极30中的空洞(void) 32的扫描电子显微镜(SEM)剖面照片。参照图1，常规半导体LED 50包括顺序形成在蓝宝石衬底10上的n 型氮化物半导体层12、有源层14和p型氮化物半导体层16，形成在n型 氮化物半导体层12 —侧的n型电极20以及形成在p型氮化物半导体层16 上的p型电极30。此处，如果将正向电压施加到LED电极、即n型电极20 和p型电极30，则有源层14的导带中的电子与价带中的空穴复合，并且由 于对应于带隙的能量而从有源层14发出光，所述对应于带隙的能量是价带 与导带之间的能量差。从有源层14发出的光被p型电极30反射并通过蓝 宝石衬底IO发射到半导体LED 50之外。在其中半导体LED 50以这种方式 产生的光不直接发射到蓝宝石衬底10而是被p型电极30反射并通过蓝宝 石衬底IO发出的LED (下文中称为倒装芯片LED)中，由于p型电极30 必须反射光，所以p型电极30由具有高反射率的导电金属形成，比如Ag。同时，具有大的直接带隙能量(约2.8 eV或更大)的半导体对于蓝光 发射是必须的。起初已经开发了主要利用II-VI族三元系材料发射蓝或绿光 的半导体器件。然而，由于相对短的操作时间，在应用半导体器件时存在 问题。近来，在III-V族半导体中，已经研究了用于蓝光发射的半导体器件。 其中，III族氮化物(主要是与GaN相关的化合物)半导体对于光、电和热刺激非常稳定并具有高的发光效率，因此被特别关注。如图1所示，在利用III族氮化物半导体、比如GaN的LED中，作为 半导体发光器件，为了改善光提取效率，在p型氮化物半导体层16上，p 型电极30由比如Ag的具有高反射率的金属形成。为了在p型氮化物半导 体层16上形成p型电极30，在p型氮化物半导体层16上沉积电极，然后 为了减小电阻而需要进行退火。然而，氮化物半导体的表面能和用于形成p型电极30的比如Ag的金 属材料的表面能通常彼此显著不同。众所周知的是，由于表面能的差异， 在退火期间在p型电极30中发生聚结，如图2和3的照片中所示。图2是 其中在退火之后发生表面聚结的p型电极30的捕捉图像的平面图，图3是 其中在退火之后发生聚结的p型电极30的SEM剖面照片。如图2和3所 示，在p型氮化物半导体层16和p型电极30之间的界面处形成了多个空 洞32。可见，当在p型电极30中产生聚结时，就形成了多个空洞32。因 而，Ag电极30的反射率降低，整个LED的光输出可能降低。
技术实现思路
本专利技术提供了一种氮化物基半导体发光器件，其防止了在制造半导体 发光器件时在p型电极中发生的聚结，由此抑制了利用氮化物半导体的发 光器件(LED)的光输出的降低并显示出高亮度。根据本专利技术的一个方面，提供了一种形成在化合物半导体发光器件的p 型半导体层上的多重反射层电极，所述化合物半导体发光器件包括n型半 导体层、有源层和p型半导体层，所述多重反射层电极包括叠置在所述p 型半导体层上的反射层；叠置在所述反射层上从而防止所述反射层聚结的 APL (聚结防止层)；以及插入在所述反射层和所述APL之间从而防止APL 的扩散的扩散阻挡物。所述多重反射层电极还可以包括接触电极层，所述接触电极层插入在 所述p型半导体层与所述反射层之间从而减小所述p型半导体层与所述反 射层之间的接触电阻。所述接触电极层可以由La基合金、Ni基合金、Zn 基合金、Cu基合金、热电氧化物、掺杂氧化物(doped in oxide )、 ITO和 ZnO构成的组中选取的至少 一种材料形成。所述反射层可以由Ag、 Ag基合金和Ag基氧化物构成的组中选取的一种材料形成。所述Ag基合金可以包括从Al、 Rh、 Cu、 Pd、 Ni、 Ru、 Ir和 Pt构成的溶质元素组中选取的至少一种元素。所述扩散阻挡物可以由透明导电材料形成。所述透明导电材料可以包 括从Ti-N、 Mo-0 、 Ru-0 、 Ir-O和In-O构成的组中选取的至少 一种材料。 所述In-O还可以包括从Sn、 Zn、 Ga、 Cu和Mg构成的组中选取的至少一 种掺杂剂。添加到所述In-0的掺杂剂的含量可以是O.l -49原子百分比。的另一层的材料引起的对于所述Ag基反射层的热稳定性和欧姆接触特性 的影响。因而，所述扩散阻挡物防止了在氮化物基半导体层和所述Ag基反 射层之间的界面处形成空洞并防止了表面聚结的发生。所述APL可以由Al或Al基合金形成从而防止所述反射层的聚结。所 述Al基合金可以包括从Ag、 Rh、 Cu、 Pd、 Ni、 Ru、 Ir和Pt构成的溶质元 素组中选耳又的至少 一种元素。根据本专利技术的另一方面，提供了一种形成在化合物半导体发光器件的p 型半导体层上的多重反射层电极，所述化合物半导体发光器件包括n型半 导体层、有源层和p型半导体层，所述多重反射层电极包括叠置在所述p 型半导体层上的反射层；叠置在所述反射层上从而防止所述反射层聚结的 APL (聚结防止层)；插入在所述反射层和所述APL之间从而防止APL的 扩散的扩散阻挡物；以及形成在所述APL上从而防止所述APL的氧化的氧 化防止层。所述扩散阻挡物的材料与所述p型半导体层的材料之间的表面 能差异可以比所述反射层的材料与所述p型半导体层的材料之间的表面能 的差异更小。所述氧化防止层可以由Au、 Rh、 Pd、 Cu、 Ni、 Ru、 Ir和Pt构成的组 中选取的至少一种材料形成。所述氧化防止层可以以单层或多层结构形成。根据本专利技术的另一方面，提供了一种化合物半导体发光器件，所述化 合物半导体发光器件包括n型电极；n型半导体层；有源层；p型半导体层；以及p型电才及，其中所述p型电极包括叠置在所述p型半导体层上 的反射层；叠置在所述反射层上从而防止所述反射层聚结的APL(聚结防 止层)；以及插入在所述反射层和所述APL之间从而防止APL的扩散的扩 散阻挡物述APL的氧化的氧化防止层。附图说明通过参照附图对其示例性实施例的详细描述，本专利技术的以上和其他特征及优点将变得更加明显，其中图1是常规化合物半导体发光器件的结构的示意性剖面图；图2是示出其上p型电极被退火的图1的化合物半导体LED的表面的照片；图3是扫描电子显微镜(SEM)剖面照片，示出了经退火的p型电极 的聚结以及由于聚结导致的形成在p型电极中的空洞；图4是根据本专利技术 一 实施例的多重反射层电极的结构的剖面图；图5是根据本专利技术另一实施例的多重反射层电极的结构的剖面图；以及图6是含有根据本专利技术一实施例的多重反射层电极的化合物半导体发 光器件的示意性剖面图。 d具体实施方式现将参照附图更充分的描述本专利技术，附图中示出了本专利技术的示例性实 施例。图4是根据本专利技术一实施例的多重反射层电极(p型电极)的结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成在化合物半导体发光器件的ｐ型半导体层上的多重反射层电极，所述化合物半导体发光器件包括ｎ型半导体层、有源层和所述ｐ型半导体层，所述多重反射层电极包括：叠置在所述ｐ型半导体层上的反射层；叠置在所述反射层上从而防止所述反射层聚结的聚结防止层；以及插入在所述反射层和所述聚结防止层之间从而防止所述聚结防止层的扩散的扩散阻挡物。

【技术特征摘要】
KR 2006-10-18 101576/061.一种形成在化合物半导体发光器件的p型半导体层上的多重反射层电极，所述化合物半导体发光器件包括n型半导体层、有源层和所述p型半导体层，所述多重反射层电极包括叠置在所述p型半导体层上的反射层；叠置在所述反射层上从而防止所述反射层聚结的聚结防止层；以及插入在所述反射层和所述聚结防止层之间从而防止所述聚结防止层的扩散的扩散阻挡物。2. 根据权利要求1所述的多重反射层电极，还包括形成在所述聚结防 止层上从而防止所述聚结防止层的氧化的氧化防止层。3. 根据权利要求1所述的多重反射层电极，其中所述反射层是反射欧 姆接触层。4. 根据权利要求1所述的多重反射层电极，其中所述反射层由Ag、 Ag基合金和Ag基氧化物构成的组中选取的一种材料形成。5. 根据权利要求4所述的多重反射层电极，其中所述Ag基合金包括 从Al、 Rh、 Cu、 Pd、 Ni、 Ru、 Ir和Pt构成的溶质元素组中选取的至少一 种元素。6. 根据权利要求1所述的多重反射层电极，其中所述扩散阻挡物由透 明导电材料形成。7. 根据权利要求6所述的多重反射层电极，其中所述透明导电材料包 括从Ti-N、 Mo-O、 Ru-O、 Ir-0和In-0构成的组中选取的至少一种材料。8. 根据权利要求7所述的多重反射层电极，其中所述In-O还包括从 Sn、 Zn、 Ga、 Cu和Mg构成的组中选取的至少一种4参杂剂。9. 根据权利要求8所述的多重反射层电极，其中添加到所述In-O的 掺杂剂的含量是0.1 - 49原子百分比。10. 根据权利要求1所述的多重反射层电极，其中所述聚结防止层由 Al或Al基合金形成。11. 根据权利要求10所述的多重反射层电极，其中所述A1基合金包 括从Ag、 Rh、 Cu、 Pd、 Ni、 Ru、 Ir和Pt构成的溶质元素组中选取的至少 一种元素。12. 根据权利要求2所述的多重反射层电极，其中所述氧化防止层由 Au、 Rh、 Pd、 Cu、 Ni、 Ru、 Ir和Pt构成的组中选取的至少一种材料形成。13. 根据权利要求12所述的多重反射层电极，其中所述氧化防止层以 单层或多层结构形成。14. 根据权利要求1所述的多重反射层电极，还包括接触电极层，所 述接触电极层插入在所述p型半导体层与所述反射层之间并减小所述p型 半导体层与所述反射层之间的接触电阻。15. 根据权利要求14所述的多重反射层电极，其中所述接触电极层由 La基合金、Ni基合金、Zn基合金、Cu基合金、热电氧化物、掺杂氧化物、 ITO和ZnO构成的组中选取的至少 一种材料形成。16. 根据权利要求15所述的多重反射层电极，其中所述掺杂氧化物中 的掺杂元素包括从Mg、 Ag、 Zn、 Sc、 Hf、 Zr、 Te、 Se、 Ta、 W、 Nb、 Cu、 Si、 Ni、 Co、 Mo、 Cr、 Mn、 Hg、 Pr和La构成的组中选取的至少一种。17. 根据权利要求15所述的多...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋俊午，成泰连，金庆国，洪贤其，崔光基，金显秀，
申请(专利权)人：三星LED株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]