专利名称：一种SiC衬底LED的欧姆接触电极制备方法
技术领域：
本发明涉及一种SiC材料欧姆接触电极的制备方法，属于光电子器件技术领域。
背景技术：
二十世纪九十年代初，以氮化物为代表的第三代宽带隙半导体材料获得了历史性 突破，在GaN(氮化镓)基材料上成功地制备出绿色、蓝色和紫色LED，使得LED白光照明成 为可能。从1971年第一只GaN LED管芯到1994年，GaN HEMT出现了高电子迁移率的蓝光 GaN基二极管，GaN半导体材料发展十分迅速，市场需求驱动力十分大，将取代白炽灯和日 光灯成为照明市场的主导，具有巨大发展空间。由于GaN在高温生长时氮的理解压很高，很难得到大尺寸的GaN体单晶材料，目前 大部分GaN外延器件还只能在其他衬底上进行异质外延生长。目前用于生长GaN的最普 遍的衬底是蓝宝石(Al2O3)，其优点是化学稳定性好、不吸收可见光、价格适中、制造技术相 对成熟，但在存在很多不足，如晶格失配大、导电性能差、机械性能差不易切割、大的热失配 等。蓝宝石材料导热性差尤其在功率型器件大电流工作下问题十分突出，这对半导体白光 照明用功率芯片及高性能场效应管性能方面有很大的限制。针对蓝宝石衬底导热性能差在功率型器件使用受限，用于GaN生长SiC衬底因为 有化学稳定性好、导电性能好、导热性能好、不吸收可见光等突出的优点，而被越来越多受 到关注。因为SiC衬底优异的导电性能和导热性能，不需要象蓝宝石衬底上功率型氮化镓 LED器件采用倒装焊技术解决散热问题，而是可以采用上下电极结构，且整个芯片的发光面 积利用率大幅提高。SiC衬底的GaN基LED管芯制作工艺不同于蓝宝石衬底的GaN基LED管芯制作工 艺，不仅要在P面上做出金属接触电极(即P电极)，还要在SiC衬底和N面的N电极之间 形成欧姆接触电极。在SiC衬底上做出良好欧姆接触的金属电极(即N电极)是SiC衬底 GaN LED管芯及场效应管能进入市场并推广应用的前提。因为SiC材料与接触金属费米能 级的差异、半导体表面载流子浓度的限制及半导体表面能级等因素的影响，形成一定接触 势垒，需要经过一定高温退火工艺将肖特基接触变为欧姆接触，退火温度一般超过800°C， 但是较高的退火温度对器件整体性能影响较大。
发明内容
本发明针对现有技术中SiC衬底LED材料金属电极形成欧姆接触时需要较高退 火温度而影响器件整体性能的问题，提供一种简单易控制、对器件的整体性能影响小的SiC 衬底LED的欧姆接触电极制备方法。本发明的SiC衬底LED的欧姆接触电极制备方法，是在LED的SiC衬底上按常规工艺制作出金属电极(即N电极)后，通过对电极进行 部分区域激光退火，使得整个金属电极上只有40-60 %的面积经过800°C -IOOO0C的高温， 形成欧姆接触。
激光退火是一种常规的电极退火方法。激光退火就是使受了离子注入等损伤、表 面晶格产生了缺陷的半导体恢复成结晶性好的半导体，不是用已往那种热退火方式，而是 用激光照射的方式退火。激光退火的区域可以是呈间隔的条状带，条状带的宽度为5 μ m-15 μ m,只对这些 条状带进行激光退火。激光退火的区域也可以是按阵列排列的点，只对这些点阵点进行激光退火。本发明简单易控制，避免了整个器件浸入高温环境，而是通过局部高温退火形成 欧姆接触。既形成了良好的欧姆接触电极，又减小了对器件整体性能的影响。
图1是SiC衬底的GaN基LED管芯的结构示意图。图2是SiC衬底上N电极局部高温退火后形成接触后的表面示意图。图3是SiC衬底上N电极激光退火点阵排列形成接触后的表面示意图。图4是N面带有反射镜结构的SiC衬底欧姆接触N电极的示意图。
具体实施例方式如图1所示，SiC衬底的GaN基LED管芯，在电流扩展层上部的P面上制作有P电 极，对SiC衬底进行一定厚度的减磨后，在SiC衬底面上采用常规光刻腐蚀或光刻剥离的工 艺制作上金属电极，即N电极。SiC衬底上的金属电极可以是TiAu、TiPtAu或其他金属合 金，其中Ti的厚度为100A-2000A，Au厚度为2000A-20000A。调节紫外(UV)激光工作频率 10-25KHZ、能量4. 5W-5W，激光视场焦点能量达到200J/cm2，局部温度可达1200°C以上，可 以通过激光欠焦或过焦来烧蚀出间隔的条状带，如图2所示，条状带宽度控制在5-15 μ m, 整个金属电极上40 % -60 %面积经过烧蚀，形成欧姆接触。如图3所示，金属电极的退火接 触点可以是一系列的点阵排列点，只在这些点阵点的位置进行激光退火。激光退火的温度 控制在 8000C -IOOO0Co经过激光退火后的金属电极与SiC衬底形成良好欧姆接触，然后在欧姆接触的电 极上面制作加厚电极。在SiC衬底上形成欧姆接触电极后，可以如图4所示，在整个N面蒸 镀一层金属反射镜结构。用紫外(UV)激光在金属电极上(N电极)烧蚀，通过一定高温退 火过程使得金属与SiC材料形成欧姆接触。
权利要求
一种SiC衬底LED的欧姆接触电极制备方法的，其特征是在LED的SiC衬底上按常规工艺制作出金属电极后，通过对电极进行部分区域激光退火，使得整个金属电极上只有40 60％的面积经过800 1000℃高温，形成欧姆接触。
2.根据权利要求1所述的SiC衬底LED的欧姆接触电极制备方法，其特征是激光退 火的区域是呈间隔的条状带，条状带的宽度为5-15 μ m。
3.根据权利要求1所述的SiC衬底LED的欧姆接触电极制备方法，其特征是激光退 火的区域是按阵列排列的点。
全文摘要
本发明提供了一种SiC衬底LED的欧姆接触电极制备方法，在LED的SiC衬底上按常规工艺制作出金属电极(即N电极)后，通过局部激光高温退火，使得整个金属电极上40-60％的面积经过激光高温退火形成欧姆接触。一般用激光退火方法，退火区域呈5-15m宽度间隔的条状带，或者退火区域是一系列点阵点。本发明简单易控制，避免了整个器件浸入高温环境，而是通过局部高温退火形成欧姆接触。既形成了良好的欧姆接触电极，又减小了对器件整体性能的影响。
文档编号H01L33/36GK101908591SQ20101020613
公开日2010年12月8日 申请日期2010年6月23日 优先权日2010年6月23日
发明者徐化勇, 徐现刚, 李树强, 沈燕, 王成新 申请人:山东华光光电子有限公司