專利名稱：一種SiC襯底LED的歐姆接觸電極制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種SiC材料歐姆接觸電極的制備方法，屬于光電子器件技術領域。
背景技術：
二十世紀九十年代初，以氮化物為代表的第三代寬帶隙半導體材料獲得了歷史性 突破，在GaN(氮化鎵)基材料上成功地制備出綠色、藍色和紫色LED，使得LED白光照明成 為可能。從1971年第一只GaN LED管芯到1994年，GaN HEMT出現(xiàn)了高電子遷移率的藍光 GaN基二極管，GaN半導體材料發(fā)展十分迅速，市場需求驅(qū)動力十分大，將取代白熾燈和日 光燈成為照明市場的主導，具有巨大發(fā)展空間。由于GaN在高溫生長時氮的理解壓很高，很難得到大尺寸的GaN體單晶材料，目前 大部分GaN外延器件還只能在其他襯底上進行異質(zhì)外延生長。目前用于生長GaN的最普 遍的襯底是藍寶石(Al2O3)，其優(yōu)點是化學穩(wěn)定性好、不吸收可見光、價格適中、制造技術相 對成熟，但在存在很多不足，如晶格失配大、導電性能差、機械性能差不易切割、大的熱失配 等。藍寶石材料導熱性差尤其在功率型器件大電流工作下問題十分突出，這對半導體白光 照明用功率芯片及高性能場效應管性能方面有很大的限制。針對藍寶石襯底導熱性能差在功率型器件使用受限，用于GaN生長SiC襯底因為 有化學穩(wěn)定性好、導電性能好、導熱性能好、不吸收可見光等突出的優(yōu)點，而被越來越多受 到關注。因為SiC襯底優(yōu)異的導電性能和導熱性能，不需要象藍寶石襯底上功率型氮化鎵 LED器件采用倒裝焊技術解決散熱問題，而是可以采用上下電極結構，且整個芯片的發(fā)光面 積利用率大幅提高。SiC襯底的GaN基LED管芯制作工藝不同于藍寶石襯底的GaN基LED管芯制作工 藝，不僅要在P面上做出金屬接觸電極(即P電極)，還要在SiC襯底和N面的N電極之間 形成歐姆接觸電極。在SiC襯底上做出良好歐姆接觸的金屬電極(即N電極)是SiC襯底 GaN LED管芯及場效應管能進入市場并推廣應用的前提。因為SiC材料與接觸金屬費米能 級的差異、半導體表面載流子濃度的限制及半導體表面能級等因素的影響，形成一定接觸 勢壘，需要經(jīng)過一定高溫退火工藝將肖特基接觸變?yōu)闅W姆接觸，退火溫度一般超過800°C， 但是較高的退火溫度對器件整體性能影響較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中SiC襯底LED材料金屬電極形成歐姆接觸時需要較高退 火溫度而影響器件整體性能的問題，提供一種簡單易控制、對器件的整體性能影響小的SiC 襯底LED的歐姆接觸電極制備方法。本發(fā)明的SiC襯底LED的歐姆接觸電極制備方法，是在LED的SiC襯底上按常規(guī)工藝制作出金屬電極(即N電極)后，通過對電極進行 部分區(qū)域激光退火，使得整個金屬電極上只有40-60 %的面積經(jīng)過800°C -IOOO0C的高溫， 形成歐姆接觸。
激光退火是一種常規(guī)的電極退火方法。激光退火就是使受了離子注入等損傷、表 面晶格產(chǎn)生了缺陷的半導體恢復成結晶性好的半導體，不是用已往那種熱退火方式，而是 用激光照射的方式退火。激光退火的區(qū)域可以是呈間隔的條狀帶，條狀帶的寬度為5 μ m-15 μ m,只對這些 條狀帶進行激光退火。激光退火的區(qū)域也可以是按陣列排列的點，只對這些點陣點進行激光退火。本發(fā)明簡單易控制，避免了整個器件浸入高溫環(huán)境，而是通過局部高溫退火形成 歐姆接觸。既形成了良好的歐姆接觸電極，又減小了對器件整體性能的影響。


圖1是SiC襯底的GaN基LED管芯的結構示意圖。圖2是SiC襯底上N電極局部高溫退火后形成接觸后的表面示意圖。圖3是SiC襯底上N電極激光退火點陣排列形成接觸后的表面示意圖。圖4是N面帶有反射鏡結構的SiC襯底歐姆接觸N電極的示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，SiC襯底的GaN基LED管芯，在電流擴展層上部的P面上制作有P電 極，對SiC襯底進行一定厚度的減磨后，在SiC襯底面上采用常規(guī)光刻腐蝕或光刻剝離的工 藝制作上金屬電極，即N電極。SiC襯底上的金屬電極可以是TiAu、TiPtAu或其他金屬合 金，其中Ti的厚度為100A-2000A，Au厚度為2000A-20000A。調(diào)節(jié)紫外(UV)激光工作頻率 10-25KHZ、能量4. 5W-5W，激光視場焦點能量達到200J/cm2，局部溫度可達1200°C以上，可 以通過激光欠焦或過焦來燒蝕出間隔的條狀帶，如圖2所示，條狀帶寬度控制在5-15 μ m, 整個金屬電極上40 % -60 %面積經(jīng)過燒蝕，形成歐姆接觸。如圖3所示，金屬電極的退火接 觸點可以是一系列的點陣排列點，只在這些點陣點的位置進行激光退火。激光退火的溫度 控制在 8000C -IOOO0Co經(jīng)過激光退火后的金屬電極與SiC襯底形成良好歐姆接觸，然后在歐姆接觸的電 極上面制作加厚電極。在SiC襯底上形成歐姆接觸電極后，可以如圖4所示，在整個N面蒸 鍍一層金屬反射鏡結構。用紫外(UV)激光在金屬電極上(N電極)燒蝕，通過一定高溫退 火過程使得金屬與SiC材料形成歐姆接觸。
權利要求
一種SiC襯底LED的歐姆接觸電極制備方法的，其特征是在LED的SiC襯底上按常規(guī)工藝制作出金屬電極后，通過對電極進行部分區(qū)域激光退火，使得整個金屬電極上只有40 60％的面積經(jīng)過800 1000℃高溫，形成歐姆接觸。
2.根據(jù)權利要求1所述的SiC襯底LED的歐姆接觸電極制備方法，其特征是激光退 火的區(qū)域是呈間隔的條狀帶，條狀帶的寬度為5-15 μ m。
3.根據(jù)權利要求1所述的SiC襯底LED的歐姆接觸電極制備方法，其特征是激光退 火的區(qū)域是按陣列排列的點。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種SiC襯底LED的歐姆接觸電極制備方法，在LED的SiC襯底上按常規(guī)工藝制作出金屬電極(即N電極)后，通過局部激光高溫退火，使得整個金屬電極上40-60％的面積經(jīng)過激光高溫退火形成歐姆接觸。一般用激光退火方法，退火區(qū)域呈5-15m寬度間隔的條狀帶，或者退火區(qū)域是一系列點陣點。本發(fā)明簡單易控制，避免了整個器件浸入高溫環(huán)境，而是通過局部高溫退火形成歐姆接觸。既形成了良好的歐姆接觸電極，又減小了對器件整體性能的影響。
文檔編號H01L33/36GK101908591SQ20101020613
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權日2010年6月23日
發(fā)明者徐化勇, 徐現(xiàn)剛, 李樹強, 沈燕, 王成新 申請人:山東華光光電子有限公司