专利名称：形成电阻性电极的方法
技术领域：
本发明涉及在n-型氮化物半导体层上形成电阻性电极的方法，更具体地，本发明涉及形成电阻低、难于剥离并具有良好电阻性接触的电阻性电极。
背景技术：
众所周知，InxGayAl1-x-yN(式中0≤x≤1，0≤y≤1，且x+y≤1)氮化物半导体可以用作蓝光发射装置，近年来正在研究发射蓝光的二极管和紫色的半导体激光器等。这些发光二极管和半导体激光器需要接受外部的电流。因此，其上的电阻性电极材料以及形成该电极的技术十分重要。
日本专利申请公开第7-45867号公开了典型的形成于n-型氮化物半导体层上的电阻性电极。其是由堆叠的钛(Ti)层和铝(Al)层形成的电阻性电极(下文中称为“Ti/Al电极”)。而且，在日本应用物理学会第60次年会会议论文集的302页(演讲号为3P-W-14)报道了一种热稳定性优于Ti/Al电极并且可以在400～600℃的较为温和的温度范围内进行退火的电阻性电极。根据该报道，该电阻性电极是由形成于n-型氮化物半导体层上的铪(Hf)层和堆叠于该层上的铝层形成的(下文中称为“Hf/Al电极”)。
但是上述Hf/Al电极是通过堆叠Hf层和/Al层形成的，没有具体地控制电极中Hf和Al的浓度。如此制备的Hf/Al电极具有十分粗糙的表面，并且与n-型氮化物半导体层的接触也较差，所以其可能具有较高的电阻。另外，该电极可能与半导体层剥离，从而不能提供良好的电阻生接触。
发明内容
考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种形成电阻低、难于剥离n-型氮化物半导体层并具有良好电阻性接触的电阻性电极的方法。
本发明提供一种形成电阻性电极的方法，包括如下步骤在n-型氮化物半导体层的表面上形成厚度为1～15纳米的铪层；在铪层上形成铝层；以及退火处理铪层和铝层，形成铪和铝混合在一起的层。应当注意，在本说明书1中“％”代表质量百分数。
通过下述有关本发明的详细描述并结合附图，本发明的前述以及其他目的、特征、发面和优点将会更加显而易见。
在附图中图1表示在n-型氮化物半导体层与铪和铝混合层之间的界面附近铪含量与电阻之间的关系；图2为第一实施例的发光氮化物半导体装置的横断面示意图；图3为第一实施例的发光氮化物半导体装置中电阻生电极之间的电流-电压特性的测量结果；图4为第一实施例的发光氮化物半导体装置的俯视图；图5为第二实施例的发光氮化物半导体装置的横断面示意图；图6为第三实施例的发光氮化物半导体装置的横断面示意图；图7为第三实施例的发光氮化物半导体装置的俯视图；图8为正在制备的第四实施例的发光氮化物半导体装置的横断面示意图；图9为已制备的第四实施例的发光氮化物半导体装置的横断面示意图；图10为第五实施例的发光氮化物半导体激光装置的横断面示意图；图11为正在制备的第六实施例的发光氮化物半导体装置的横断面示意图；和图12为已制备的第六实施例的发光氮化物半导体装置的横断面示意图。
具体实施例方式
本发明提供一种电阻性电极，其特征在于其在n-氮化物半导体层与电阻性电极之间的界面附近的层中铪含量不小于0.001％且不大于50％，以及铝含量不小于50％且不大于99.999％。这是本发明人从下述电阻测量结果和加电试验中发现的。
<电阻的测量>
在n-型GaN半导体的表面上制备由铝和铪形成的电阻性电极。图1表示在n-型氮化物半导体层与铪和铝混合层之间的界面附近铪含量与电阻之间的关系。在图1中，横轴为以质量百分数表示的铪含量，纵轴为以欧姆表示的电阻。
(i)样品的制备以由间距500微米、排列于Si掺杂的n-型GaN半导体表面的电阻性电极形成的点电极为样品。该电阻性电极是这样形成的在Si掺杂的n-型GaN半导体表面气相沉积铪层，在铪层上气相沉积厚度为150纳米的铝层，然后使之在500℃退火处理3分钟。对于每一样品，使铪层的厚度在0.5～150纳米之间改变，从而使n-氮化物半导体层与电阻性电极之间的界面附近的铪含量不小于0.001％且不大于90％。
(ii)电阻的测量方法增加电压直到50毫安的电流流经各样品的相邻点电极之间，从由此得到的图计算电阻。
(iii)测量结果如图1所示，铪含量低于0.001％的样品在界面附近具有高电阻。另外，铪含量大于50％的样品在界面附近也具有高电阻。这些情况下，n-型氮化物半导体层与点电极之间的一些界面不能提供充分的电阻性接触。
此外，界面附近铪含量不小于0.001％且不大于50％的样品的电阻没有变化，而且在任意两个点电极之间具有较低的电阻。
应当注意，上述铪含量的测量值是利用二次离子质谱(SIMS)、电子探针微型分析仪(EPMA)等得到的。
<加电试验>
(i)样品所提供的样品为具有在n-型氮化物半导体层与点电极之间的界面附近的铪含量小于0.001％的电阻性电极的发光氮化物半导体装置，以及具有在界面附近的铪含量大于50％、铝含量低于50％的电阻性电极的发光氮化物半导体装置。
(ii)加电试验的方法在大气中，以30毫安的电流将样品加电5000小时，同时观察每个电阻性电极表面的情况和剥离以及每个样品的发光性等。
(iii)试验结果铪含量小于0.001％的样品先降级并丧失电阻性接触，例如产生剥离等，进而削弱了可靠性。
铪含量大于50％和铝含量小于50％的样品在n-型氮化物半导体层与点电极之间的界面附近接触不充分，而且该电阻性电极具有非常粗糙的表面，因而削弱了其可靠性。
从这些结果可以看出，在n-型氮化物半导体层表面形成的电阻性电极于n-型氮化物半导体层与点电极之间的界面附近接触优选具有不小于0.001％且不大于50％的铪含量和不小于50％且不大于99.999％的铝含量。因为据信欲在电阻性电极与n-型氮化物半导体层之间获得良好的接触性，需要电极具有一定量的铪和一定量的铝与半导体层接触。
而且还发现，可以容易地将电阻性电极的铪和铝含量控制在上述范围内，办法是在n-型氮化物半导体层的表面上形成厚度为1～15纳米的铪层并在该铪层上形成铝层。
<实施例>
下文中的实施例用于更具体地描述采用本发明电阻性电极的发光氮化物半导体装置。
第一实施例参照图2，第一实施例提供一种发光氮化物半导体装置，包括蓝宝石基材1、缓冲层2、n-型氮化物半导体层3、电阻性电极4、平头电极5、n-型电极6、发光层7、p-型包覆层8、p-型接触层9、p-型电阻性电极10、p-型平头电极11和透明的导电薄膜12。
按下文的具体描述，制备第一实施例的发光氮化物半导体装置。
在蓝宝石基材1上形成缓冲层2，并在其上形成硅掺杂的GaN n-型氮化物半导体层3。然后在半导体层3上形成由GaN障碍层构成的多量子阱发光层7和由InGaN构成的量子阱层。在发光层7上形成由镁掺杂的AlGaN构成的p-型包覆层8。在包覆层8上形成由镁掺杂的GaN构成的p-型接触层9。在p-型接触层9上形成透明的p-型电阻性电极10，其是由厚度为7纳米的钯(Pd)通过气相沉积法形成的。
在p-型电阻性电极10上，形成由厚度为15纳米的钯及其上面厚度为500纳米的金(Au)构成的p-型平头电极11。p-型平头电极11是通过气相沉积法采用金属掩膜形成的。
然后形成发光区。更具体地，将光刻胶施用于p-型电阻性电极10和p-型平头电极11，并利用盐酸基蚀刻剂蚀刻掉没有光刻胶部分的p-型电阻性电极10，形成发光图案。其后除去光刻胶。
通过溅射形成由Sn掺杂的In2O3(ITO)构成的透明导电薄膜12，以覆盖部分p-型平头电极11和p-型电阻性电极10的表面。利用氯化铁基荣也时刻掉部分的透明导电薄膜12。
然后，利用光刻胶为掩膜进行干法蚀刻，并采用反应性离子蚀刻(RIE)蚀刻中间产物，以暴露半导体层3的表面。
然后通过搬走法(lift-off)形成电阻性电极4。更具体地，将光刻胶均匀地施用于暴露的半导体层3上，并在提供电阻性电极4的部分除去光刻胶，得到窗口。
然后在暴露的半导体层3的表面上通过搬走法形成宽度为10微米的电阻性电极4，其包括5纳米厚的铪层和形成于该铪层上厚度为150微米铝层。
然后在真空中于500℃下退火处理该铪层和铝层3分钟，在电阻性电极4与半导体层3之间的界面附近形成铪和铝的混合物区。
图3为第一实施例的发光氮化物半导体装置中电阻性电极之间的电流-电压特性的测量结果，用于确认电阻性接触。发现获得了良好的电阻性接触。
如上所述，铪和铝在电阻性电极4与半导体层3之间的界面附近混合在一起，并且发现在n-型氮化物半导体层3与电阻性电极4之间的界面附近包含大约0.5％的铪和大约99.5％的铝。
然后在电阻性电极4上，通过气相沉积法形成由厚度为15纳米的钯层构成的非电阻性平头电极5，并在该钯层之上形成厚度为500纳米的铝层以形成n-型电极6。非电阻性的平头电极5允许有效地导入电流，因此可以制备低驱动电压的发光氮化物半导体装置。
然后，研磨和抛光基材1使之具有大约100微米的厚度，并将其分割成350微米×350微米的正方形，且将金(Au)导线(未示出)连接到p-型平头电极11和平头电极5上，进而完成发光氮化物半导体装置。
图4是由此制备的发光氮化物半导体装置的俯视图。
此外，如此制备的发光氮化物半导体装置可以用3.0V的电压驱动。从而可以制得低电压驱动的发光氮化物半导体装置。
另外，对该发光装置进行加电试验，并且在10000小时的周期之后，该装置没有发生电极剥离，证实其具有高度的可靠性。
虽然n-型氮化物半导体层3是由硅掺杂的GaN构成的，但是其也可以由硅掺杂的InGaN构成。
此外，虽然电阻性电极4是通过先在半导体层3上形成铪层然后在该铪层上形成铝层而形成的，但是它也可以通过先在半导体层3上形成铝层然后在该铝层上形成铪层而形成。
第二实施例在第一实施例中，铪层和铝层先通过气相沉积法形成，然后在真空中退火处理，形成铪层和铝层混合在一起的电阻性电极。在第二实施例中，沉积铪层和铝层时，通过加热晶片形成具有铪和铝混合层的电阻性电极。
参照图5，第二实施例提供一种发光氮化物半导体装置，包括蓝宝石基材21、缓冲层22、n-型氮化物半导体层23、电阻性电极24、平头电极25、n-型电极26、发光层27、p-型包覆层28、p-型接触层29、p-型电阻性电极110、p-型平头电极111和透明的导电薄膜112。
按下文的具体描述，制备第二实施例的发光氮化物半导体装置。
遵照与第一实施例相同的方法，直到中间产物被干法蚀刻至暴露出半导体层23时为止。
然后通过搬走法(lift-off)形成电阻性电极24。更具体地，将光刻胶均匀地施用于暴露的半导体层23上，并在提供电阻性电极24的部分除去光刻胶，得到窗口。
然后在气相沉积之前，将晶片加热至80℃。在将晶片保持在80℃的情况下，沉积3纳米厚的铪层并在该铪层上沉积厚度为150微米铝层，且采用搬走法在暴露的半导体层23的表面上形成宽度为10微米的窗口，以便形成电阻性电极24。
测量电阻性电极24之间的电流-电压特性，其与第一实施例的电流-电压特性相似。发现气相沉积过程中加热晶片可以消除对退火处理的需要，并如第一实施例所述的，得到低电阻的电阻性电极。
铪和铝在电阻性电极24与半导体层23之间的界面附近混合在一起，并且发现在半导体层23与电阻性电极24之间的界面附近包含数量为大约0.5％的铪和大约99.5％的铝。
形成非电阻性平头电极25的步骤以及随后的各步骤与第一实施例中的那些步骤类似。
此外，如此制备的发光氮化物半导体装置可以用3.0V的电压驱动。从而可以制得低电压驱动的发光氮化物半导体装置。
另外，对该发光装置进行加电试验，并且在10000小时的周期之后，该装置没有发生电极剥离，证实其具有高度的可靠性。
再有，虽然电阻性电极24是通过先在半导体层23上形成铪层然后在该铪层上形成铝层而形成的，但是它也可以通过先在半导体层23上形成铝层然后在该铝层上形成铪层而形成。
第三实施例参照图6，第三实施例提供一种发光氮化物半导体装置，包括非电阻性电极34、蓝宝石基材31、缓冲层32、n-型氮化物半导体层33、发光层37、p-型包覆层38、p-型接触层39、p-型电阻性电极210、p-型平头电极211和透明的导电薄膜212。
按下文的具体描述，制备第三实施例的发光氮化物半导体装置。
在n-型GaN蓝宝石基材31上依次形成缓冲层32和硅掺杂的GaN n-型氮化物半导体层33。然后在半导体层33上形成由GaN障碍层构成的多量子阱发光层37和由InGaN构成的量子阱层。在发光层37上形成p-型AlGaN构成的p-型包覆层38。在包覆层38上形成由p-型GaN构成的p-型接触层39。在p-型接触层39的表面上形成透明的电阻性电极210，其是由厚度为6纳米的钯(Pd)层通过气相沉积法形成的。将p-型电阻性电极210在真空中于500℃下退火3分钟，以便将p-型接触层39和p-型电阻性电极210加工成为它们的合金。
然后，将光刻胶施用于p-型电阻性电极210上，并除去预定区域中的光刻胶。利用盐酸基蚀刻剂蚀刻掉没有光刻胶部分的p-型电阻性电极210。其后除去光刻胶。
在p-型电阻性电极210的表面上形成p-型连接的平头电极211。更具体地，将光刻胶均匀地施用于p-型电阻性电极210和p-型接触层39上，并在提供p-型平头电极的部分除去光刻胶，得到窗口。通过气相沉积法在p-型电阻性电极210上形成由Pd层以及其上面的Au层构成的堆叠结构，使之具有大约微米的厚度，并通过搬走发除去光刻胶上的堆叠结构，形成p-型平头电极211。形成p-型平头电极211之后，通过溅射法于250℃的基材温度下，在p-型电阻性电极210和部分p-型平头电极211上形成由ITO构成的厚度为100纳米的透明导电薄膜212。
然后将光刻胶施用于透明的导电薄膜212上，并除去预定区域的光刻胶，且利用氯化铁基溶液蚀刻掉没有光刻胶部分的透明导电薄膜212。其后除去光刻胶。
应当注意，透明导电薄膜212是如此蚀刻掉的，其连续覆盖p-型平头电极211顶面端的部分，p-型电阻性电极210的侧面，以及与p-型电阻性电极210相邻的p-型接触层39的暴露部分。
然后在基材31的背面通过溅射法形成厚度为5纳米的铪层，并通过溅射法在其上面形成厚度为200纳米的铝层，且将它们在真空中于500℃的温度下退火处理3分钟，形成电阻性电极34。
在电阻性电极34和基材31的背面具有附近的Hf和Al混合在一起的界面，并且发现基材31与电阻性电极34之间的界面附近包含数量大约为1％的Hf和大约99％的Al。
图7为如此制备的发光氮化物半导体装置的俯视图；在第三实施例中，尽管p-型电阻性电极210是由Pd层形成的，但是它也可以由允许形成透明薄膜的任何金属或者合金。
此外，尽管第三实施例中的透明导电薄膜212是由ITO形成的，但是作为选择，它也可以由包含至少一种选自锌、铟、锡、镁、镉、镓和铅的氧化物构成。
此外，在第三实施例中，尽管发光层37为由GaN障碍层构成的多量子阱以及由InGaN构成的量子阱层，但是它还可以是单量子阱，也可以是AlGaInN、GaNAs、GaNP或者任何四重或三重混晶。
另外，尽管n-型氮化物半导体层33为硅掺杂的GaN半导体层，但是其也可以由例如硅掺杂的InGaN形成。
此外，虽然电阻生电极34是通过先在基材31背面形成铪层然后在该铪层上形成铝层而形成的，但是它也可以通过先在基材31背面形成铝层然后在该铝层上形成铪层而形成。
第四实施例参照图8，取向附生的晶片包括基材41、缓冲层42、n-型氮化物半导体层43、发光层47、p-型包覆层48、p-型接触层49、p-型电阻性电极310、镀层、底层电极13和支撑性金属层14。如图9所示，然后除去基材41并在缓冲层42上形成电阻生电极44，从而完成发光氮化物半导体装置。
按下文的具体描述，制备第四实施例的发光氮化物半导体装置。
首先，如图8所示，依次硅基材41上形成InGaN n-型缓冲层42和硅掺杂的GaN n-型氮化物半导体层43，并在其上面堆叠由GaN障碍层和InGaN量子阱层构成的多量子阱发光层47。在发光层47上形成由p-型AlGaN构成的p-型包覆层48。在p-型包覆层48上形成由p-型GaN构成的p-型接触层49。在p-型接触层49的表面上通过气相沉积法形成Pd层，以形成厚度为10纳米的p-型电阻性电极310，并使它们在真空中于500℃下退火3分钟，以便将Pd层和p-型接触层49加工成为它们的合金。在p-型电阻性电极310上，通过气相沉积法提供厚度为300纳米的Au层，以便形成镀敷的底层电极13。在电极13上，通过化学镀提供厚度为100微米由Ni构成的支撑性金属层14。
然后除去基材41。更具体地，用电子蜡(electron wax)覆盖支撑性金属层14的顶面以及晶片的侧面不包括基材41。按5∶2∶2的比例将氢氟酸、乙酸和硝酸混合在一起，并用做蚀刻剂溶解和除去基材41，以露出缓冲层42的表面。用丙酮或其他类似的有机溶剂除去电子蜡。
然后参照图9，通过气相沉积法在缓冲层42的表面形成5纳米厚的Hf层，然后形成200纳米厚的A1层，并在真空中于500℃的温度下退火处理3分钟，形成电阻性电极44。缓冲层42和电阻性电极44具有附近的Hf和Al混合在一起的界面，并且发现基材31与电阻性电极34之间的界面附近包含数量大约为5％的Hf和大约95％的Al。
最后，将中间产物切割成300微米×300微米的小方块。
尽管在第四实施例中p-型电阻性电极310是由Pd形成的，但是它也可以由能够形成p-型电阻性电极的任何金属或者合金形成。
此外，尽管第四实施例中的支撑性金属层14是通过化学镀由Ni形成的，但是，它也可以由任何的导电材料形成，而且可以由气相沉积和镀敷之外的其它技术形成。例如，它可以是简单粘附的导电板。
此外，在第四实施例中，尽管发光层47为由GaN障碍层构成的多量子阱以及由InGaN构成的量子阱层，但是它还可以是单量子阱，也可以是AlGaInN、GaNAs、GaNP或者任何四重或三重混晶。
此外，虽然在第四实施例中基材41为硅基材，但是它也可以是容易蚀刻掉并且也允许形成氮化物半导体的任何基材。
另外，尽管半导体层43为硅掺杂的GaN半导体层，但是其也可以由例如硅掺杂的InGaN形成。
此外，虽然电阻性电极44是通过先在缓冲层42上形成铪层然后在该铪层上形成铝层而形成的，但是它也可以通过先在缓冲层42上形成铝层然后在该铝层上形成铪层而形成。
第五实施例参照图10，第五实施例提供的氮化物半导体激光装置包括电阻性电极54、基材51、缓冲层52、n-型氮化物半导体层53、n-型防裂层15、n-型包覆层16、n-型光导层17、发光层57、p-型障碍阻挡层18、p-型光导层19、p-型包覆层58、p-型接触层59、p-型电阻性电极410和介电性薄膜20。
按下文的具体描述，利用本发明的电阻性电极制备氮化物半导体激光装置。
首先，在低温下于n-型GaN基材51上形成厚度为100纳米的GaN缓冲层52。然后在其上面形成厚度为3微米的n-型GaN的n-型氮化物半导体层53。
随后，依次形成40纳米厚的In0.07Ga0.93N n-型防裂层15，0.8微米厚的Al0.1Ga0.9N n-型包覆层16，0.1微米厚的GaN n-型光导层17。然后形成发光层57，其由三层4纳米厚的GaN0.97P0.03量子阱层和8纳米厚的GaN0.99P0.01障碍层构成。
然后在发光层57上形成20纳米厚的Al0.2Ga0.8N p-型障碍阻挡层18。在其上形成0.1微米厚的GaN p-型光导层19。在其上形成0.5微米的Al0.1Ga0.9N p-型包覆层58。在其上形成0.1微米厚的GaN p-型接触层59。
尽管上面的描述提供了有关GaN基材51的C平面{0001}，但是作为基材的主平面方向也可以是A平面{11-20}，R平面{1-102}，M平面{1-100}或者{1-101}平面。而且发现自上述方向具有2°以内偏斜角的任何基材均可提供良好的表面形态。
尽管上述的基材51是由GaN构成的，但是其也可以为不同于GaN的其它氮化物半导体基材。对于氮化物半导体激光装置而言，为了使纵侧向模式为单一模式(unimodel)，优选折射指数小于包覆层的层与该包覆层的外侧相邻，并且适于使用AlGaN。
现将描述制备氮化物半导体激光装置的方法。
在基材5 1的背面上通过气相沉积厚度为5纳米的Hf层，形成电阻性电极54，然后在其上气相沉积厚度为200纳米的Al层，其后使它们在真空中于500℃下退火3分钟。
电阻性电极54与基材51的背面具有附近的Hf和Al混合在一起的界面，并且发现界面附近包含数量大约为3％的Hf和大约97％的Al。
沿氮化物半导体的晶体学方向<1-100>，将p-型电阻性电极410蚀刻成条状，形成脊形条Rs。形成的脊形条Rs具有2微米的宽度。其后，通过气相沉积法形成SiO2介电薄膜20。然后暴露出p-型接触层59。然后在暴露的p-型接触层59和介电薄膜20上，通过气相沉积法提供Pd层，然后是Mo层，然后是Au层，进而形成p-型电阻性电极410。作为选择，p-型电阻性电极410可以是依次气相沉积的Pd、Pt和Au层，它也可以通过气相沉积法提供Pd层并在该Pd层上提供Au层来形成，或者通过气相沉积法提供Ni层并在该Ni层上提供Au层来形成。
最后，利用基材51的解理面提供腔体长度为500微米的Fabry-Pérot谐振腔。
Fabry-Pérot谐振腔具有反过来提供70％反射的镜端面(mirror end face)，以及可供选择的通过气相沉积法形成的SiO2和TiO2介电薄膜，以提供多个介电层反射薄膜。
尽管在第五实施例的电阻性电极54的形成中电极形成于基材51的背面，但是也可以利用干法蚀刻暴露取向附生晶片前面的半导体层53，并在暴露的表面上形成电阻性电极54。
而且，尽管电阻性电极54是通过先在基材51的背面形成铪层然后在该铪层上形成铝层而形成的，但是它也可以通过先在n-型基材上形成铝层然后在该铝层上形成铪层而形成。
第六实施例如图11所示，取向附生的晶片包括基材61、缓冲层62、n-型氮化物半导体层63、发光层67、p-型包覆层68、p-型接触层69、p-型电阻性电极510、镀敷的底层电极113和支撑性金属层114。如图12所示，然后除去基材61和缓冲层62，并在n-型氮化物半导体层63上形成电阻性电极64，从而完成发光氮化物半导体装置。
按下文的具体描述，制备第六实施例的发光氮化物半导体装置。
首先，如图11所示，依次硅基材61上形成AlN n-型缓冲层62和硅掺杂的GaN n-型氮化物半导体层63，并在其上面堆叠由GaN障碍层和GaN量子阱层构成的多量子阱发光层67。在发光层67上形成由p-型AlGaN构成的p-型包覆层68。在p-型包覆层68上形成由p-型GaN构成的p-型接触层69。在p-型接触层69的表面上通过气相沉积法形成Pd层，以形成厚度为50纳米的p-型电阻性电极510，并使它们在真空中于500℃下退火3分钟，以便将Pd层和p-型接触层69加工成为它们的合金。在p-型电阻性电极510上，通过气相沉积法提供厚度为300纳米的Au层，以便形成镀敷的底层电极113。在电极113上，通过电镀法提供厚度为100微米由Ni构成的支撑性金属层114。
然后除去基材61。更具体地，用电子蜡(electron wax)覆盖支撑性金属层114的顶面以及晶片的侧面不包括基材61。按5∶2∶2的比例将氢氟酸、乙酸和硝酸混合在一起，并用做蚀刻剂溶解和除去基材61，以露出缓冲层62的表面。用丙酮或其他类似的有机溶剂除去电子蜡。
然后利用干法蚀刻掉缓冲层62，以露出半导体层63的表面。
然后，如图12所示，在半导体层63的表面同时形成Hf层和Al层，得到厚度为300纳米的电阻性电极64。将Hf层和Al层在真空中于500℃的温度下退火处理3分钟。电阻性电极64包含混合在一起的Hf和Al，并且发现半导体层63与电阻性电极64之间的界面附近包含数量大约为5％的Hf和大约95％的Al。
最后，将中间产物切割成300微米×300微米的小方块。
尽管在第六实施例中p-型电阻性电极510是由Pd形成的，但是它也可以由能够形成p-型电阻性电极的任何金属或者合金形成。
此外，尽管第六实施例中的支撑性金属层113是通过化学镀由Ni形成的，但是，它也可以由任何的导电材料形成，而且可以由气相沉积和镀敷之外的其它技术形成。例如，它可以是简单粘附的导电板。
此外，在第六实施例中，尽管发光层67为由GaN障碍层构成的多量子阱以及由InGaN构成的量子阱层，但是它还可以是单量子阱，也可以是AlGaN、GaNAs、GaNP或者任何四重或三重混晶。
此外，虽然在第六实施例中基材61为硅基材，但是它也可以是容易蚀刻掉并且也允许形成氮化物半导体的任何基材。
另外，尽管半导体层63为硅掺杂的GaN半导体层，但是其也可以由例如硅掺杂的InGaN形成。
在本发明中，所述n-型氮化物半导体层并不限于上述的材料，只要它是由下式InxGayAl1-x-yN(式中0≤x≤1，0≤y≤1，且x+y≤1)所示的材料构成的。而且，该n-型氮化物半导体层也可以是通过常规技术如气相取向附生、分子束取向附生等众所周知的技术堆叠的。
此外，如上所述，本发明的n-型氮化物半导体层与形成于其上电阻性电极具有附近的Hf和Al混合在一起的界面，它们还可以具有Hf和Al与附近的其它金属混合在一起的界面。
本发明的电阻性电极还可以通过溅射法、真空沉积法、化学气相沉积法或者任何其它类似的常规已知技术以及它们的组合提供于n-型氮化物半导体层上。
尽管退火处理是在Hf层形成于n-型氮化物半导体层且在其上面形成Al层之后进行的，但是作为选择，它也可以在形成Hf层和Al层时通过加热半导体层来进行。
也可以在n-型氮化物半导体层上提供Hf层和Al层之外的金属或合金层。
从上面的描述可以看出，本发明可以提供与氮化物具有良好接触的电阻性电极。因此，本发明可以提供高生产率、低电压驱动和高度可靠的发光氮化物半导体装置。
尽管已经详细描述和说明了本发明，但是应当清楚地知道，这仅适用于解释和示例，而不是对本发明的限制。本发明的构思和范围仅由所附的权利要求书来限定。
权利要求
1.一种形成电阻性电极的方法，包括如下步骤在n-型氮化物半导体层的表面上形成厚度为1～15纳米的铪层；在铪层上形成铝层；以及退火处理铪层和铝层，形成铪和铝混合在一起的层。
全文摘要
本发明提供一种形成电阻性电极的方法，包括如下步骤在n－型氮化物半导体层的表面上形成厚度为1～15纳米的铪层；在铪层上形成铝层；以及退火处理铪层和铝层，形成铪和铝混合在一起的层。
文档编号H01L29/45GK1416155SQ02147948
公开日2003年5月7日 申请日期2002年10月31日 优先权日2001年10月31日
发明者笔田麻佑子, 幡俊雄 申请人:夏普公司