本发明专利技术提供一种氮化镓基发光二极管Ｐ型层透明导电膜及其制作方法，该透明导电膜是由Ｎｉ／ＩＴＯ、Ａｌ／ＩＴＯ或ＮｉＯ／ＩＴＯ金属组合中的一种制成，镍的厚度为５～３０埃，铝的厚度为５～３０埃，氧化镍的厚度为５～４０埃，氧化铟锡的厚度为１０００～３０００埃，其制作方法是在Ｐ型氮化镓层上蒸镀镍、铝或氧化镍中的一种，对蒸镀有镍或铝的晶片进行热处理，接着在镍、铝、氧化镍的表面蒸镀氧化铟锡，最后对蒸镀有Ｎｉ／ＩＴＯ、Ａｌ／ＩＴＯ、ＮｉＯ／ＩＴＯ的晶片进行热处理。该透明导电膜在可见光范围内获得高的透光率，还能获得低的接触电阻率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发光二极管，更具体地说，涉及一种氮化镓基发光二极管P型 层透明导电膜及其制作方法。
技术介绍
氮化镓材料由于其宽能隙(常温下约3.4eV)以及它是直接能隙的关系， 因此很适合当蓝、绿光发光材料元件的材料。在有机金属化学气相暴晶系统的幕晶过程中，NH3释放出的H原子与Mg 形成复合中心，而复合中心所属的深层能阶汲走了大部分的电洞载子，造成了 半绝缘性的半导体性质，而在热退火活化的过程中，只有约l。/。的Mg掺杂被活 化。所以为了达到更低的接触电阻，更高的电洞浓度是必须的。而也因为这个 原因目前在蓝光氮化镓发光二极管的特性上因为载子扩散不易，因而产生电流 拥挤效应，并且使用金属电极会使在发光层复合产生的光大部分都被电极掩盖， 如此大幅地减低了发光效应，并且使得组件的寿命减短。为了解决这个问题，必须使用透明电极来取代传统的金属电极，使得电流 均匀分布让主动层发光效应提升。而作为透明电极材料应符合三个要素(一) 低的接触电阻率，以降低氮化镓发光二极管的工作电压；(二)高的透光率，使 得主动层发出的光能有效穿透避免被反射与吸收；(三)电极本身要有低的电阻 率使得电流可以均匀分布。由于P型氮化镓的功函数高达7.5eV， 一般的金属 功函数不符合与P型氮化镓欧姆接触的要求，而Ni高功函数金属的功函数是 5-15eV，所以早期选用Ni、 Au合金金属薄膜作为透明导电薄膜，使用镍金属 薄膜作为透明电极可以将电阻率做到lx 10-力xm。但是使用金属薄膜为了增加 其可见光区的穿透率，必须制成极薄的膜，然而当金属膜相当薄的时候(约100埃)，容易形成岛状的不连续膜使得薄膜电阻增加，当岛状薄膜进一步变大时也 会因为散射效应使得穿透率降低，镍、金合金金属薄膜的透光率仅为65%-75%。而使用氧化铟锡(ITO)金属氧化物半导体薄膜在可见光的范围内会有较高的 透光率，但是电阻率比较高，为lxl(T^lcm。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种氮化镓基发光二极管P型层透 明导电膜及其制作方法，使透明导电膜不仅能在可见光范围内获得高的透光率， 还能获得低的接触电阻率，从而降低氮化镓发光二极管的工作电压，延长器件 的使用寿命。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的:一种氮化镓基发光二极管P型层透明导电膜，该透明导电膜是由镍/氧化铟 锡、铝/氧化铟锡或氧化镍/氧化铟锡金属组合中的一种制成的，在氮化镓P型 层上蒸镀的透明导电膜的第一层为镍、铝或氧化镍中的一种，第二层为氧化铟 锡，所述镍的厚度大于等于5埃且小于等于30埃，所述铝的厚度大于等于5 埃且小于等于30埃，所述氧化镍的厚度大于等于5埃且小于等于40埃，所述 氧化铟锡的厚度大于等于1000埃且小于等于3000埃。一种制作上述氮化镓基发光二极管P型层透明导电膜的方法，包括下述步骤(1) 在蓝宝石衬底上依次外延生长得到N型氮化镓层，有源发光层，P 型氮化镓层，(2) 蚀刻出一适当深度的台价露出N型氮化镓层，(3) 在真空度小于lxl(^托的条件下，在P型氮化镓层上蒸镀镍或铝，(4) 在氧气与氮气的流量比为1: 4，温度大于等于400。C且小于等于550 。C的条件下，对蒸镀有镍或铝的晶片进行热处理，热处理的时间大于等于10min 且小于等于25min，(5) 在真空度小于lxi(^托的条件下，在镍、铝的表面蒸镀氧化铟锡，(6 )在氮气的流量大于等于5sccm且小于等于30sccm,温度大于等于500 'C且小于等于70(TC的条件下，对蒸镀有镍/氧化铟锡、铝/氧化铟锡的晶片进行 热处理，热处理的时间大于等于10min且小于等于25min。另一种制作上述氮化镓基发光二极管P型层透明导电膜的方法，包括下述 步骤(1)在蓝宝石衬底上依次外延生长得到N型氮化镓层，有源发光层，P 型氮化镓层，(2 )蚀刻出 一适当深度的台阶露出N型氣化镓层，(3) 在真空度小于1><1(76托的条件下，在P型氮化镓层上蒸镀氧化镍，(4) 在真空度小于1 x 10-6托的条件下，在氧化镍的表面蒸镀氧化铟锡，(5 )在氮气的流量大于等于5sccm且小于等于30sccm，温度大于等于500 。C且小于等于65(TC的条件下，对蒸镀有氧化镍/氧化铟锡的晶片进行热处理， 热处理的时间大于等于10min且小于等于25min。本专利技术釆用Ni/ITO、 Al/ITO、 NiO/ITO合金金属中的任一种合金金属材料， 通过选用适当的掺杂和控制膜的氧化状态，制得的氮化镓基发光二极管P型层 透明导电膜，与用Ni/Au合金金属薄膜作为透明导电膜相比，可以获得高的透 光率，如此可提升外部发光效率；与用ITO金属氧化物半导体薄膜作为透明导 电膜相比，高功函数的Ni、 Al或NiO更有效地扩散到P型氮化镓表面，可以 获得低的接触电阻率，形成好的欧姆接触，降低氮化镓发光二极管的工作电压， 延长器件的使用寿命。附图说明图1为本专利技术所述的氮化镓基发光二极管P型层透明导电膜制作方法的具 体实施例之一的工艺流程图2为本专利技术所述的氮化镓基发光二极管P型层透明导电膜制作方法的具 体实施例之二的工艺流程图3为本专利技术所述的蓝宝石衬底上氮化镓基发光二极管芯片外延结构剖面示意图4为本专利技术所述的在氮化镓基发光二极管芯片外延结构上蚀刻出N型层 剖面示意图5为本专利技术所述的釆用Ni/ITO金属组合作为氮化镓基发光二极管芯片P 型层透明导电膜截面示意图6为本专利技术所述的釆用Al/ITO金属组合作为氣化镓基发光二极管芯片P 型层透明导电膜截面示意图7为本专利技术所述的釆用MO/ITO金属组合作为氮化镓基发光二极管芯片 P型层透明导电膜截面示意图。具体实施方式 实施例1请参照图1，本专利技术所述的氮化镓基发光二极管P型层透明导电膜的制作 方法， 一般包括下述步骤(1) 利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备在蓝宝石衬底11上依 次外延生长得到N型GaN层12，有源发光层13，P型GaN层14，如图3所示，(2) 用电感耦合等离子体干法蚀刻的方法蚀刻出一适当深度的台阶露出N 型GaN层12,如图4所示，(3) 在真空度为9.99x 10-7托的条件下，利用E/B & Thermal (电子束蒸 镀机)在P型GaN层14上蒸镀5埃的镍15,如图5所示，(4) 在通入lsccm氧气和4sccm氮气的合金炉中，温度为40(TC的条件下， 对蒸镀有镍15的晶片进行10min的热处理，(5) 在真空度为9.99x 10-7托的条件下，利用ITO蒸镀机台在镍15的表 面蒸镀1000埃的氧化铟锡18,如图5所示，(6) 在通入5sccm氣气的合金炉中，温度为50(TC的条件下，对蒸镀有镍 15和氧化铟锡18的晶片进行10min的热处理。通过上述方法用Ni/ITO金属组合制得的氮化镓基发光二极管P型层透明导电膜的接触电阻率为4.08x l(X5n'cm，透光率为88.2%。 实施例2本专利技术所述的氮化镓基发光二极管P型层透明导电膜的制作方法， 一般包 括下述步骤(1 )利用MOCVD设备在蓝宝石衬底11上依次外延生长得到N型GaN 层12，有源发光层13, P型GaN层14,(2 )用电感耦合等离子体千法蚀刻的方法蚀刻出 一适当深度的台阶露本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氮化镓基发光二极管Ｐ型层透明导电膜，其特征在于，所述透明导电膜是由镍／氧化铟锡、铝／氧化铟锡或氧化镍／氧化铟锡金属组合中的一种金属组合制成的，在氮化镓Ｐ型层上蒸镀的透明导电膜的第一层为镍、铝或氧化镍中的一种，第二层为氧化铟锡，所述镍的厚度大于等于５埃且小于等于３０埃，所述铝的厚度大于等于５埃且小于等于３０埃，所述氧化镍的厚度大于等于５埃且小于等于４０埃，所述氧化铟锡的厚度大于等于１０００埃且小于等于３０００埃。
【技术特征摘要】
1、 一种氮化镓基发光二极管P型层透明导电膜，其特征在于，所述透明导 电膜是由镍/氧化铟锡、铝/氧化铟锡或氧化镍/氧化铟锡金属组合中的一种金属 组合制成的，在氮化镓P型层上蒸镀的透明导电膜的第一层为镍、铝或氧化镍中的一种，第二层为氧化铟锡，所述镍的厚度大于等于5埃且小于等于30埃， 所述铝的厚度大于等于5埃且小于等于30埃，所述氧化镍的厚度大于等于5 埃且小于等于40埃，所述氧化铟锡的厚度大于等于1000埃且小于等于3000 埃。2、 根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管P型层透明导电膜，其特征 在于，所述镍的厚度大于等于IO埃且小于等于15埃，所述铝的厚度大于等于 10埃且小于等于15埃，所述氧化镍的厚度大于等于10埃且小于等于20埃， 所述氧化铟锡的厚度大于等于2400埃且小于等于2700埃。3、 一种制造权利要求1或2所述的氮化镓基发光二极管P型层透明导电膜 的方法，其特征在于，包括下述步骤:(1)在蓝宝石衬底上依次外延生长得到N型氮化镓层，有源发光层，P 型氮化镓层，(2 )蚀刻出 一适当深度的台阶露出N型氮化镓层，(3) 在真空度小于lxl(^托的条件下，在P型氮化镓层上蒸镀镍或铝，(4) 在氧气与氮气的流量比为1: 4,温度大于等于400。C且小于等于550 C的条件下，对蒸镀有镍或铝的晶片进行热处理，热处理的时间大于等于10min 且小于等于25min，(5) 在真空度小于lxl0-6托的条件下，在镍、铝的表面蒸镀氧化铟锡，(6 )在氮气的流量大于等于5sccm且小于等于30sccm，温度大于等于500 。C且小于等于70(TC的条件下，对蒸镀有镍/氧化铟锡、铝/氧化铟锡的晶片进行 热处...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈国聪，王孟源，雷秀铮，
申请(专利权)人：普光科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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