專利名稱：電流擴散電極、半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種電流擴散電極、制備方法及其半導(dǎo)體發(fā)光器件。
背景技術(shù)：
作為寬禁帶材料，氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵(GaAIN)、氮化鎵銦(InGaN)及氮化鎵鋁銦(InAlGaN)等III族氮化物材料具有高熱導(dǎo)率、高介電常數(shù)、高電子飽和遷移速率和高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)良特性，這些特性使得此系列材料在短波長發(fā)光器件、紫外探測器、大功率微波器件和耐高溫度電子器件等方面擁有巨大的應(yīng)用前景。由于p型GaN的高摻雜一直無法有效地突破，同時自然界中又找不到一種功函數(shù)大于P型GaN功函數(shù)(7. 5eV)的金屬，使得制作低阻p型GaN歐姆接觸比較困難。目前，對·P型GaN廣泛采用的一種Ni/Au歐姆接觸在空氣或氧氣中退火處理后可獲得較小的低接觸電阻率；但這種傳統(tǒng)的p型Ni/Au歐姆接觸電極因其低的透光率而使得大部分光子不能逃逸出電極表面，從而影響了發(fā)光器件的光輸出功率和亮度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電流擴散電極，所述電流擴散電極不僅可以有效降低電極與P型氮化物半導(dǎo)體的接觸電阻，改善氮化物半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能，還可以提高氮化物半導(dǎo)體器件的出光效率，提高氮化物半導(dǎo)體器件的光學(xué)性能；本發(fā)明還提供了該電流擴散電極的制備方法、具有該電流擴散電極的半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制備方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種電流擴散電極，所述電流擴散電極包括單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層呈互補排列形成單層復(fù)合膜，該單層復(fù)合膜可與P型氮化物層接觸，所述單晶薄膜層的材料為透明導(dǎo)電氧化物。本發(fā)明還提供一種電流擴散電極的制備方法，所述方法包括以下步驟
511、在P型氮化物層上通過MOCVD方法沉積一單晶薄膜層；
512、在單晶薄膜層上涂覆光刻膠，并進行光刻處理，得到預(yù)設(shè)的光刻膠圖案；
513、刻蝕去除未被光刻膠保護的單晶薄膜層，得到單晶薄膜層和p型氮化物層互補排列的圖案；
514、在單晶薄膜層和p型氮化物層互補排列的圖案上通過低溫蒸鍍沉積一層透明導(dǎo)電薄膜；
515、去膠和剝離處理，去除光刻膠和附著于光刻膠上的透明導(dǎo)電薄膜，得到單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層互補排列形成的單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，所述半導(dǎo)體發(fā)光器件包括
外延層，所述外延層包括順序?qū)盈B的基底、n型氮化物層、發(fā)光層和p型氮化物層； 電流擴散電極，所述電流擴散電極包括單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層呈互補排列形成單層復(fù)合膜，該單層復(fù)合膜與P型氮化物層接觸，所述單晶薄膜層的材料為透明導(dǎo)電氧化物；
所述單層復(fù)合膜上形成有半導(dǎo)體發(fā)光器件的正電極，所述n型氮化物層上形成有半導(dǎo)體發(fā)光器件的負電極。本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的制備方法，所述方法包括以下步驟
521、生長外延層，所述外延層包括順序?qū)盈B的基底、n型氮化物層、發(fā)光層和p型氮化物層；
522、形成電流擴散電極，所述電流擴散電極包括單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層呈互補排列形成單層復(fù)合膜，該單層復(fù)合膜與P型氮化物層 接觸；
523、在所述單層復(fù)合膜上形成半導(dǎo)體發(fā)光器件的正電極，所述n型氮化物層上形成半 導(dǎo)體發(fā)光器件的負電極。本發(fā)明提供的電流擴散電極、半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制備方法中，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層呈互補排列形成單層復(fù)合膜，該單層復(fù)合膜可與P型氮化物層接觸。所述單層復(fù)合膜由兩種不同的薄膜層構(gòu)成，由此兩種薄膜層的功函數(shù)不同，單晶薄膜層的功函數(shù)更接近于P型氮化物的功函數(shù)，因此，單晶薄膜層與P型氮化物半導(dǎo)體接觸，更容易形成歐姆接觸，單晶薄膜層與P型氮化物半導(dǎo)體的接觸電阻更低，電流分散更均勻，具有所述電流擴散電極的半導(dǎo)體發(fā)光器件的正向電壓更低，改善了氮化物半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能；同時，透明導(dǎo)電薄膜層的透光性好，光穿透率更高，具有所述電流擴散電極的半導(dǎo)體發(fā)光器件更亮，出光效率更好，提高了氮化物半導(dǎo)體器件的光學(xué)性能。


圖I是本發(fā)明實施例提供的電流擴散電極的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實施例提供的電流擴散電極的制備方法流程示意圖。圖3是本發(fā)明實施例提供的電流擴散電極的制備方法中沉積單晶薄膜層的示意圖。圖4是本發(fā)明實施例提供的電流擴散電極的制備方法中涂覆光刻膠并光刻的示意圖。圖5是本發(fā)明實施例提供的電流擴散電極的制備方法中刻蝕單晶薄膜層的示意圖。圖6是本發(fā)明實施例提供的電流擴散電極的制備方法中沉積透明導(dǎo)電薄膜層的示意圖。圖7是本發(fā)明實施例提供的電流擴散電極的制備方法中去膠和剝離處理的示意圖。圖8是本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。請參考圖I所示，一種電流擴散電極，所述電流擴散電極包括單晶薄膜層I和透明導(dǎo)電薄膜層2，所述單晶薄膜層I和透明導(dǎo)電薄膜層2呈互補排列形成單層復(fù)合膜，該單層復(fù)合膜可與P型氮化物層接觸，所述單晶薄膜層I的材料為透明導(dǎo)電氧化物。本發(fā)明實施例提供的電流擴散電極中，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層呈互補排列形成單層復(fù)合膜，該單層復(fù)合膜可與P型氮化物層接觸。所述單層復(fù)合膜由兩種不同的薄膜層構(gòu)成，由此兩種薄膜層的功函數(shù)不同，單晶薄膜層的功函數(shù)更接近于P型氮化物的功函數(shù)，因此，單晶薄膜層與P型氮化物半導(dǎo)體接觸，更容易形成歐姆接觸，單晶薄膜層與P型氮化物半導(dǎo)體的接觸電阻更低，電流分散更均勻，改善了氮化物半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能；同時，透明導(dǎo)電薄膜層的透光性好，光穿透率更高，出光效率更好，提高了氮化物半導(dǎo)體器件的光學(xué)性能。優(yōu)選地，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層的表面呈粗糙態(tài)，所述粗糙態(tài)的形成可以通過粗化液對電流擴散電極進行浸泡，使單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層的表面呈粗糙態(tài)；由于粗化液對單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層具有不同的蝕刻速率，所以單晶薄膜層和·透明導(dǎo)電薄膜層表面的粗糙程度又會不同，因此可以進一步增強出光效果。優(yōu)選地，所述單晶薄膜層的材料為氧化鋅摻鋁(AZ0)，透明導(dǎo)電薄膜層的材料為氧化銦錫(HO),所述ITO為目前常用的一種透明電極材料，光的穿透性能非常好，其制備技術(shù)已經(jīng)非常成熟，因此很容易獲取。而AZO對于整個可見光范圍內(nèi)的光線也都是透明的，但是其透光性能比ITO要稍差一點，但是，AZO具有很好的熱傳導(dǎo)性，與氮化物具有較小的晶格失配以及具有很強的高溫穩(wěn)定性；更應(yīng)該注意的是，AZO的功函數(shù)為5. 05eV (而ITO為
4.5eV)，p型氮化物例如p-GaN的功函數(shù)為7. 5eV，因此AZO的功函數(shù)與p型氮化物的功函數(shù)更接近，二者之間更容易形成歐姆接觸，降低接觸電阻，最終能降低成品芯片的正向電壓。作為具體的實施方式，所述單晶薄膜層的材料并不局限于為AZ0，透明導(dǎo)電薄膜層的材料也并不局限于為IT0，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在前述介紹的基礎(chǔ)上，還可以進行相應(yīng)的選擇，例如可以是氧化釕(RuO)、氧化銥(11~0)、氧化鎳(附0)、氧化銅((110)、氧化錫摻雜銻[SnO (Sb)]、氧化錫摻雜氟[SnO (F)]、三氧化二鋅摻雜鋁[Zn203 (Al)]、氧化鋅摻雜鎵[ZnO (Ga)]等等。所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層呈互補排列形成單層復(fù)合膜，即單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)上只要排列有單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層、且是互補排列即可；所述互補排列的圖案不限，例如可由透明導(dǎo)電薄膜層形成整個單層復(fù)合膜，然后對部分透明導(dǎo)電薄膜層進行開孔，開孔的地方形成單晶薄膜層；或者單層復(fù)合膜的一半為透明導(dǎo)電薄膜層，另一半為單晶薄膜層，或者等等其它互補的圖案組合。優(yōu)選地，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層均為條紋狀圖案，且相互間隔交替排列形成單層復(fù)合膜，具體地排列請參見圖I所示，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層均為條紋狀圖案，更利于制作成型，同時相比于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，該種單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)釋放的光輸出要高10%-20%，制作成芯片后的平均正向?qū)妷航档?. IV以上。所述單晶薄膜層為高致密膜層，其折射率為I. 8-1. 9，現(xiàn)有的折射率一般都在2. 0以上，折射率越低，表示薄膜缺陷越少也越致密；實際上，高致密的產(chǎn)生是與本發(fā)明提供的電流擴散電極層的制備方法相關(guān)的，以下將進行詳細說明。
請參考圖2所示，本發(fā)明還提供一種電流擴散電極的制備方法，所述方法包括以下步驟
511、在p型氮化物層上通過MOCVD方法沉積一單晶薄膜層；
512、在單晶薄膜層上涂覆光刻膠，并進行光刻處理，得到預(yù)設(shè)的光刻膠圖案；
513、刻蝕去除未被光刻膠保護的單晶薄膜層，得到單晶薄膜層和p型氮化物層互補排列的圖案；
514、在單晶薄膜層和p型氮化物層互補排列的圖案上通過低溫蒸鍍沉積一層透明導(dǎo) 電薄膜；
515、去膠和剝離處理，去除光刻膠和附著于光刻膠上的透明導(dǎo)電薄膜，得到單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層互補排列形成的單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實施例提供的電流擴散電極的制備方法中，所述單晶薄膜層采用MOCVD方法生長，得到的薄膜晶體質(zhì)量更致密，缺陷更少，出光效果更好；采用在單晶薄膜層上涂覆光刻膠，由光刻膠形成做模版，便于后續(xù)的去膠和剝離處理，很容易將光刻膠去掉；所述透明導(dǎo)電薄膜通過低溫蒸鍍工藝沉積在單晶薄膜層和P型氮化物層互補排列的圖案上，采用低溫蒸鍍可以大大降低加熱產(chǎn)生的能耗，節(jié)省電能，降低成本；因此，按照本實施例提供的制備方法制作的電流擴散電極，同時具有很好的光學(xué)性能和電學(xué)性能。優(yōu)選地，所述單晶薄膜層的材料為氧化鋅摻鋁(AZ0)，透明導(dǎo)電薄膜層的材料為氧化銦錫(HO),所述ITO為目前常用的一種透明電極材料，光的穿透性能非常好，其制備技術(shù)已經(jīng)非常成熟，因此很容易獲取。而AZO對于整個可見光范圍內(nèi)的光線也都是透明的，但是其透光性能比ITO要稍差一點，但是，AZO具有很好的熱傳導(dǎo)性，與氮化物具有較小的晶格失配以及具有很強的高溫穩(wěn)定性；更應(yīng)該注意的是，AZO的功函數(shù)為5. 05eV (而ITO為
4.5eV)，p型氮化物例如p-GaN的功函數(shù)為7. 5eV，因此AZO的功函數(shù)與p型氮化物的功函數(shù)更接近，二者之間更容易形成歐姆接觸，降低接觸電阻，最終能降低成品芯片的正向電壓。作為具體的實施方式，所述單晶薄膜層的材料并不局限于為AZ0，透明導(dǎo)電薄膜層的材料也并不局限于為IT0，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在前述介紹的基礎(chǔ)上，還可以進行相應(yīng)的選擇，例如可以是氧化釕(RuO)、氧化銥(11~0)、氧化鎳(附0)、氧化銅((110)、氧化錫摻雜銻[SnO (Sb)]、氧化錫摻雜氟[SnO (F)]、三氧化二鋅摻雜鋁[Zn203 (Al)]、氧化鋅摻雜鎵[ZnO (Ga)]等等。其中，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層呈互補排列形成單層復(fù)合膜，即單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)上只要排列有單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層、且是互補排列即可；所述互補排列的圖案不限，例如可由透明導(dǎo)電薄膜層形成整個單層復(fù)合膜，然后對部分透明導(dǎo)電薄膜層進行開孔，開孔的地方形成單晶薄膜層；或者單層復(fù)合膜的一半為透明導(dǎo)電薄膜層，另一半為單晶薄膜層，等等其它互補的圖案組合。優(yōu)選地，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層均為條紋狀圖案，且相互間隔交替排列形成單層復(fù)合膜，具體地排列請參見圖I所示，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層均為條紋狀圖案，更利于制作成型，同時相比于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，該種單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)釋放的光輸出要高10%-20%，制作成芯片后的平均正向?qū)妷航档?. IV以上?，F(xiàn)以下將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明實施例提供的電流擴散電極的制備方法進行詳細介紹，尤其以所述單晶薄膜層的材料為AZ0，透明導(dǎo)電薄膜層的材料為IT0，且所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層均為條紋狀圖案作為具體實施方式
進行詳細說明。請參考圖3所示，對于步驟S11，在p型氮化物層10上通過金屬有機化合物化學(xué)氣相淀積(MOCVD, Metal-organic Chemical Vapor Deposition)方法沉積一層單晶薄膜層1，具體過程為先設(shè)置好淀積設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，例如溫度為680°C -750°C，腔體壓力為100-200毫巴，設(shè)置完所有的參數(shù)以后，機臺會自動運行生長一層單晶薄膜層，在具體的運行過程中以N2O為氧源，二乙基鋅(DEZn)為鋅源，三甲基鋁(TMA)做Al摻雜源，N2作載氣，控制Al/Zn的摩爾流量比為1:4-1:10。采用MOCVD方法制作的單晶薄膜層更致密，具體可采用橢偏儀測試單晶薄膜層的折射率來進行評估，折射率越低，表示薄膜的缺陷越少也越致密。經(jīng)測試，采用MOCVD方法制得的單晶薄膜層AZO的折射率為I. 8-1. 9，而采用現(xiàn)有蒸鍍或濺鍍方法投籃的單晶薄膜層的折射率為2. 0以上。
請參考圖4所示，對于步驟S12，在單晶薄膜層上涂覆光刻膠，并進行光刻處理，得到在單晶薄膜層I上間隔交替排列的條紋狀光刻膠圖案3。具體包括以下步驟
I)預(yù)烘烤將沉積有單晶薄膜層的P型氮化物層進行烘烤，烘烤的條件為溫度150度，時間5-10分鐘。2)涂覆光刻膠涂覆的方式為旋轉(zhuǎn)涂覆，涂覆的步驟和條件具體為第一步，涂覆時間10秒，勻膠機真空載盤的轉(zhuǎn)速為8-15轉(zhuǎn)每秒(rps);第二步，涂覆時間35秒，勻膠機真空載盤的轉(zhuǎn)速為20-45轉(zhuǎn)每秒(rps)。優(yōu)選地，在單晶薄膜層上涂覆的光刻膠為正性光刻膠，當(dāng)然也可以選用負性光刻膠，但是正性光刻膠的價格比較便宜，可以有效降低成本，進一步可采用型號為EPG-516的正性光刻膠。3)第一次烘烤將涂覆有正性光刻膠的基片，放入烘烤箱中烘烤10-20分鐘，烘烤箱的溫度為85-95°C。4)曝光采用能量為15焦耳的光源，設(shè)置掩膜版和基片的曝光距離為60-250微米，曝光時間為6-12秒，將涂覆有正性光刻膠的基片放入曝光機中進行曝光處理。其中，掩膜版是光刻膠最終完成圖案轉(zhuǎn)移所必需的，其上的圖形寬度和間隔寬度最終是為了控制透明導(dǎo)電薄膜層和單晶薄膜層的寬度；作為一種掩膜版的具體實施方式
，控制所述曝光后光刻膠的寬度為5微米，間隙為2微米。5)顯影及水洗將曝光后基片放入顯影液中進行顯影處理，所述顯影的時間為50-70秒；將顯影后的基片放入純水中進行沖洗，水阻值要求達到IOMQ以上。6)第二次烘烤將水洗后的基片用N2吹干，然后放入烘烤箱中烘烤20-30分鐘，烘烤箱的溫度為115-125°C。至此，步驟S12已處理完畢，得到在單晶薄膜層I上間隔交替排列的條紋狀光刻膠圖案3。請參考圖5所示，對于步驟S13，刻蝕去除未被光刻膠保護的單晶薄膜層，得到單晶薄膜層和P型氮化物層間隔交替排列的條紋狀圖案。所述刻蝕的方法可以采用干法刻蝕和濕法刻蝕；優(yōu)選地，采用濕法刻蝕去除未被光刻膠保護的單晶薄膜層，因為濕法刻蝕所需要的設(shè)備簡單，使用的酸液價格非常便宜，成本和產(chǎn)能優(yōu)勢明顯。具體地，將帶有光刻膠的基片放置在酸槽中浸泡，去除未被光刻膠保護的單晶薄膜層；其中，酸液的溫度為35-40度，浸泡的時間為6-8分鐘，由此可以得到單晶薄膜層I和p型氮化物層10間隔交替排列的條紋狀圖案。
請參考圖6所示，對于步驟S14，在單晶薄膜層I和p型氮化物層10間隔交替排列的條紋狀圖案上通過低溫蒸鍍沉積一層透明導(dǎo)電薄膜2。所述透明導(dǎo)電薄膜2的材料為IT0，具體為采用電子束蒸鍍機進行透明導(dǎo)電薄膜沉積，沉積的溫度為120度以下，氧氣的流量為 9 sccm (standard-state cubic centimeter per minute,標(biāo)況毫升每分)，蒸鍛機的初始沉積壓力為2. 5 X 10e-6托爾(Torr)，沉積速率控制在0. 5^0. 7埃/秒，蒸鍍傘的轉(zhuǎn)速為10-12轉(zhuǎn)每分。請參考圖7所示，對于步驟S15，去膠和剝離處理，去除光刻膠和附著于光刻膠上的透明導(dǎo)電薄膜，得到單晶薄膜層I和透明導(dǎo)電薄膜層2間隔交替排列形成的單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。具體地，所述光刻膠的去除可以采用去膠液、丙酮和異丙酮進行浸泡，所述去膠液、丙酮和異丙酮的質(zhì)量濃度均為100% ;浸泡時，先將被光刻膠覆蓋的基體放入80°C的去膠液中浸泡15-30分鐘，然后放入45°C的丙酮中浸泡10-20分鐘，最后在50°C的異丙酮中浸泡15-20分鐘。至此，附著于單晶薄膜層I上的光刻膠、以及附著于光刻膠上的透明導(dǎo)電薄膜也會隨著光刻膠的去除而脫離，從而露出被光刻膠覆蓋的單晶薄膜層AZ0，得到單晶薄膜層
I和透明導(dǎo)電薄膜層2間隔交替排列形成的單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在前述去除和剝離處理的基礎(chǔ)上，還可以采用其它的方法進行，只要能夠有效去除和剝離處理即可。為了進一步增強所述電流擴散電極的出光效果，所述電流擴散電極的制備方法還包括以下步驟
具體地，在所述步驟S15之后，將單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)放入粗化液中浸泡，使單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層的表面呈凹凸粗糙態(tài)；由于粗化液對單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層具有不同的蝕刻速率，所以單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層表面的粗糙程度又會不同，因此可以進一步增強電流擴散電極的出光效果。進一步，所述粗化液包括酸液、氧化劑、緩沖劑和PH調(diào)節(jié)劑，其中所述酸液氧化劑緩沖劑PH調(diào)節(jié)劑的體積比為(50-60%): (20-30%): (5-10%): (5-10%)，采用此配比可以更好的實現(xiàn)單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層粗糙度不同的效果。作為一種具體的實施方式，所述單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)在粗化液中浸泡的具體條件為溫度35-40度，浸泡時間3-5分鐘；當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在前述粗化液的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際需要還可對單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)在粗化液中浸泡的具體條件、以及粗化液中各組分的配比比例進行若干變換，只要能夠能使單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層表面呈現(xiàn)凹凸?fàn)罴纯?。?yōu)選地，在將單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)放入粗化液中浸泡之前，還包括對單層復(fù)合膜進行消除靜電的步驟，避免靜電累積在電流擴散電極上，由此可以防止具有該電流擴散電極的芯片失效。作為一種具體的實施方式，可選用藍膜或離子風(fēng)機對單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)進行靜電消除處理，當(dāng)使用藍膜消除靜電時，具體為將具有粘性的藍膜均勻壓在經(jīng)過去膠液、丙酮和異丙酮浸泡后的單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)上，然后勻速用力將藍膜撕起，光刻膠以及殘余的單晶薄膜和透明導(dǎo)電薄膜被黏附在藍膜上帶走。當(dāng)使用離子風(fēng)機消除靜電時，具體為離子風(fēng)機將空氣電離成正負離子氣，吹到單層復(fù)合膜表面將靜電中和，以消除靜電。請參考圖8所示，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，所述半導(dǎo)體發(fā)光器件包括 外延層，所述外延層包括順序?qū)盈B的基底40、n型氮化物層30、發(fā)光層20和p型氮化
物層10 ；電流擴散電極，所述電流擴散電極包括單晶薄膜層I和透明導(dǎo)電薄膜層2，所述單晶薄膜層I和透明導(dǎo)電薄膜層2呈互補排列形成單層復(fù)合膜，該單層復(fù)合膜與p型氮化物層10接觸，所述單晶薄膜層I的材料為透明導(dǎo)電氧化物；
所述單層復(fù)合膜上形成有半導(dǎo)體發(fā)光器件的正電極31，所述n型氮化物層上形成有半導(dǎo)體發(fā)光器件的負電極32。本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層呈互補排列形成單層復(fù)合膜，該單層復(fù)合膜與P型氮化物層接觸。所述單層復(fù)合膜由兩種不同的薄膜層構(gòu)成，由此兩種薄膜層的功函數(shù)不同，單晶薄膜層的功函數(shù)更接近于P型氮化物的功函數(shù)，因此，單晶薄膜層與P型氮化物半導(dǎo)體接觸，更容易形成歐姆接觸，單晶薄膜層與P型氮化物半導(dǎo)體的接觸電阻更低，電流分散更均勻，改善了氮化物半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能；同時，透明導(dǎo)電薄膜層的透光性好，光穿透率更高，出光效率更好，提高了氮化物半導(dǎo)體器件的光學(xué)性能。具體地，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層呈互補排列形成單層復(fù)合膜，即單層 復(fù)合膜結(jié)構(gòu)上只要排列有單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層、且是互補排列即可；所述互補排列的圖案不限，例如可由透明導(dǎo)電薄膜層形成整個單層復(fù)合膜，然后對部分透明導(dǎo)電薄膜層進行開孔，開孔的地方形成單晶薄膜層；或者單層復(fù)合膜的一半為透明導(dǎo)電薄膜層，另一半為單晶薄膜層，或者等等其它互補的圖案組合。優(yōu)選地，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層均為條紋狀圖案，且相互間隔交替排列形成單層復(fù)合膜，具體地排列請參見圖I所示，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層均為條紋狀圖案，更利于制作成型，同時相比于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，該種單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)釋放的光輸出要高10%-20%，制作成半導(dǎo)體發(fā)光芯片后的平均正向?qū)妷航档?. IV以上。較佳地，所述單晶薄膜層的材料為氧化鋅摻鋁(AZ0)，透明導(dǎo)電薄膜層的材料為氧化銦錫(HO),所述ITO為目前常用的一種透明電極材料，光的穿透性能非常好，其制備技術(shù)已經(jīng)非常成熟，因此很容易獲取。而AZO對于整個可見光范圍內(nèi)的光線也都是透明的，但是其透光性能比ITO要稍差一點，但是，AZO具有很好的熱傳導(dǎo)性，與氮化物具有較小的晶格失配以及具有很強的高溫穩(wěn)定性；更應(yīng)該注意的是，AZO的功函數(shù)為5. 05eV (而ITO為
4.5eV)，p型氮化物例如p-GaN的功函數(shù)為7. 5eV，因此AZO的功函數(shù)與p型氮化物的功函數(shù)更接近，二者之間更容易形成歐姆接觸，降低接觸電阻，最終能降低成品芯片的正向電壓。作為具體的實施方式，所述單晶薄膜層的材料并不局限于為AZ0，透明導(dǎo)電薄膜層的材料也并不局限于為IT0，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在前述介紹的基礎(chǔ)上，還可以進行相應(yīng)的選擇，例如可以是氧化釕(RuO)、氧化銥(11~0)、氧化鎳(附0)、氧化銅((110)、氧化錫摻雜銻[SnO (Sb)]、氧化錫摻雜氟[SnO (F)]、三氧化二鋅摻雜鋁[Zn203 (Al)]、氧化鋅摻雜鎵[ZnO (Ga)]等等。同時，外延層的結(jié)構(gòu)和具體各層材料的選取，已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，因而不再贅述。本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的制備方法，所述方法包括以下步驟
521、生長外延層，所述外延層包括順序?qū)盈B的基底、n型氮化物層、發(fā)光層和p型氮化物層；
522、形成電流擴散電極，所述電流擴散電極包括單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層呈互補排列形成單層復(fù)合膜，該單層復(fù)合膜與P型氮化物層接觸；
S23、在所述單層復(fù)合膜上形成半導(dǎo)體發(fā)光器件的正電極，所述n型氮化物層上形成半導(dǎo)體發(fā)光器件的負電極。在本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制備方法中，步驟S22中電流擴散電極的形成在前述電流擴散電極的制備方法中已詳細介紹，因而不再說明。同時，步驟S21中外延層的生長方法也為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，因此也不做具體介紹。步驟S23具體為采用常規(guī)的臺階蝕刻工藝，將步驟S22之后形成的產(chǎn)品從電流擴散電極層開始蝕刻，直至露出n型氮化物層，蝕刻的深度一般在I. 2-1. 5微米；待露出n型氮化物層后，在n型氮化物層上形成負電極；所述正電極是直接在單層復(fù)合膜上形成。優(yōu)選地，在所述步驟S22之后、步驟S23之前還包括如下步驟
將單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層互補排列形成的單層復(fù)合膜進行退火處理，即在將電·流擴散電極進行粗化處理之后，將單層復(fù)合膜進行退火處理，退火目的是使單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層與P型氮化物層形成歐姆接觸，消除接觸電阻的影響。具體地，所述退火處理的條件為溫度400-500°C，時間5-30分鐘，N2流量5_20升/分鐘。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電流擴散電極，其特征在于，所述電流擴散電極包括單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層呈互補排列形成單層復(fù)合膜，該單層復(fù)合膜可與P型氮化物層接觸，所述單晶薄膜層的材料為透明導(dǎo)電氧化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電流擴散電極，其特征在于，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層的表面呈粗糙態(tài)，且兩種薄膜層的粗糙程度不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電流擴散電極，其特征在于，所述單晶薄膜層的材料為氧化鋅摻鋁，透明導(dǎo)電薄膜層的材料為氧化銦錫。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電流擴散電極，其特征在于，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層均為條紋狀圖案，且相互間隔交替排列形成單層復(fù)合膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電流擴散電極，其特征在于，所述單晶薄膜層的折射率為I.8-1. 9。
6.一種電流擴散電極的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 511、在p型氮化物層上通過MOCVD方法沉積一單晶薄膜層； 512、在單晶薄膜層上涂覆光刻膠，并進行光刻處理，得到預(yù)設(shè)的光刻膠圖案； 513、刻蝕去除未被光刻膠保護的單晶薄膜層，得到單晶薄膜層和p型氮化物層互補排列的圖案； 514、在單晶薄膜層和p型氮化物層互補排列的圖案上通過低溫蒸鍍沉積一層透明導(dǎo)電薄膜； 515、去膠和剝離處理，去除光刻膠和附著于光刻膠上的透明導(dǎo)電薄膜，得到單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層互補排列形成的單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電流擴散電極的制備方法，其特征在于，所述步驟S12為在單晶薄膜層上涂覆光刻膠，并進行光刻處理，得到在單晶薄膜層上間隔交替排列的條紋狀光刻膠圖案； 步驟S13為刻蝕去除未被光刻膠保護的單晶薄膜層，得到單晶薄膜層和p型氮化物層間隔交替排列的條紋狀圖案； 步驟S14為在單晶薄膜層和p型氮化物層間隔交替排列的條紋狀圖案上通過低溫蒸鍍沉積一層透明導(dǎo)電薄膜； 步驟S15為去膠和剝離處理，去除光刻膠和附著于光刻膠上的透明導(dǎo)電薄膜，得到單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層間隔交替排列形成的單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電流擴散電極，其特征在于，所述單晶薄膜層的材料為氧化鋅摻鋁，透明導(dǎo)電薄膜層的材料為氧化銦錫。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電流擴散電極的制備方法，其特征在于，所述步驟S12中，在單晶薄膜層上涂覆的光刻膠為正性光刻膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電流擴散電極的制備方法，其特征在于，所述步驟S13中具體為濕法刻蝕去除未被光刻膠保護的單晶薄膜層。
11.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電流擴散電極的制備方法，其特征在于，所述步驟S15具體包括將被光刻膠覆蓋的基體順序放入去膠液、丙酮和異丙酮中浸泡，以達到光刻膠和附著于光刻膠上的透明導(dǎo)電薄膜脫離。
12.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電流擴散電極的制備方法，其特征在于，所述步驟S15之后還包括將單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)放入粗化液中浸泡，使單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層的表面呈凹凸粗糙態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電流擴散電極的制備方法，其特征在于，所述粗化液包括酸液、氧化劑、緩沖劑和PH調(diào)節(jié)劑，其中所述酸液氧化劑緩沖劑PH調(diào)節(jié)劑的體積比為(50-60%):(20-30%)(5-10%):(5_10%)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電流擴散電極的制備方法，其特征在于，所述單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)在35-40度的粗化液中浸泡3-5分鐘。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電流擴散電極的制備方法，其特征在于，在將單層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)放入粗化液中浸泡之前，還包括對單層復(fù)合膜進行消除靜電的步驟。
16.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體發(fā)光器件包括 外延層，所述外延層包括順序?qū)盈B的基底、n型氮化物層、發(fā)光層和p型氮化物層； 電流擴散電極，所述電流擴散電極包括單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層呈互補排列形成單層復(fù)合膜，該單層復(fù)合膜與P型氮化物層接觸，所述單晶薄膜層的材料為透明導(dǎo)電氧化物； 所述單層復(fù)合膜上形成有半導(dǎo)體發(fā)光器件的正電極，所述n型氮化物層上形成有半導(dǎo)體發(fā)光器件的負電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層均為條紋狀圖案，且相互間隔交替排列形成單層復(fù)合膜。
18.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 521、生長外延層，所述外延層包括順序?qū)盈B的基底、n型氮化物層、發(fā)光層和p型氮化物層； 522、形成電流擴散電極，所述電流擴散電極包括單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層呈互補排列形成單層復(fù)合膜，該單層復(fù)合膜與P型氮化物層接觸； 523、在所述單層復(fù)合膜上形成半導(dǎo)體發(fā)光器件的正電極，所述n型氮化物層上形成半導(dǎo)體發(fā)光器件的負電極。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制備方法，其特征在于，所述步驟S22之后、步驟S23之前還包括如下步驟 將單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層互補排列形成的單層復(fù)合膜進行退火處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電流擴散電極，所述電流擴散電極包括單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層，所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層呈互補排列形成單層復(fù)合膜，該單層復(fù)合膜可與p型氮化物層接觸，所述單晶薄膜層的材料為透明導(dǎo)電氧化物。本發(fā)明還提供了一種電流擴散電極的制備方法、具有該電流擴散電極的半導(dǎo)體發(fā)光器件及制備方法。本發(fā)明所述單晶薄膜層和透明導(dǎo)電薄膜層呈互補排列形成單層復(fù)合膜，該單層復(fù)合膜可與p型氮化物層接觸，單晶薄膜層與p型氮化物半導(dǎo)體接觸，更容易形成歐姆接觸且接觸電阻更低，電流分散更均勻，改善了氮化物半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能；同時，透明導(dǎo)電薄膜層的透光性好，光穿透率更高，出光效率更好，提高了氮化物半導(dǎo)體器件的光學(xué)性能。
文檔編號H01L33/00GK102810613SQ20111014245
公開日2012年12月5日 申請日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者張戈 申請人:比亞迪股份有限公司