Au与p-GaN的欧姆接触性能及光反射率-论文.pdf

《Au与p-GaN的欧姆接触性能及光反射率-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、物理学报ActaPhys．Sin．Vo1．63，No．12(2014)127302Ni／Ag／Ti／Au与P—GaN的欧姆接触性能及光反射率冰黄亚平)2)云峰)2)3)十丁文)2)王越2)王宏2)赵宇坤2)张烨2)郭茂峰2)侯洵)2)刘硕3)1)(西安交通大学，电子物理与器件教育部重点实验室，陕西省信息光子技术重点实验室，西安710049)2)(西安交通大学固态照明工程研究中心，西安710049)3)(陕西新光源科技有限责任公司，西安710077)(2013年12月24日收到；2014年3月3日收到修改稿)研究了不同Nj厚度的Ni／Ag／Ti／Au电极在不同退火温度和退火气氛下与P—Ga

2、N之间的欧姆接触性能以及电极的光反射率的变化．采用矩形传输线模型对各电极的比接触电阻率进行测算，利用分光光度计对电极在不同波长下的反射率进行测量．结果表明，Ni金属层的厚度越小，电极的光反射率越高，而Ni层厚度对比接触电阻率的影响较小；当退火温度高于400。C后，电极的光反射率降低，在氧气氛围中退火后光反射率比在氮气中退火后下降更加明显．但在氧气氛围中退火有利于减小比接触电阻率．综合考虑接触电阻和光反射率，电极Ni(1nm)／Ag／Ti／Au在400。C氧气中快速退火后得到了较好的结果，其比接触电阻率为5．5×10-3Q．aiD．，在450ilm处反射率为85％．利用此电极制作了垂直结构

3、发光二极管fLED)器件，LED在350mA注入电流下，工作电压为3．2V，发光功率为270mW，电光转换效率达到24％．关键词：p—GaN，欧姆接触，反射率，快速退火PACS：73．40．Ns，68．35．Ja，78．2O．一e，61．82．BgDOI：10．7498／aps．63．127302另一方面垂直结构LEDP—GaN电极既作为欧姆接触电极又作为光学反射镜，对电极的材料体系提1引言出了更高的要求．如何获得高反射率、低接触电GaN等III族氮化物半导体具有高电子迁阻率的P—GaN电极成为垂直结构LED研究的重要移率、高击穿电压、发光效率高、禁带宽度可在方向．0．7—6．2eV之间

4、连续调节的特点使得其在电子器近年来，国内外许多研究组针对金属材料的件和光电子器件中有着广泛应用．GaN基发光二选择、P．GaN表面处理、退火条件等对p-GaN的欧极管(1ightemittingdiode，LED)具有高效、节能、姆接触进行了研究．对于GaN基电子器件或者水环保的优点，使其在固态照明领域很受关注[1-4】．平结构LED器件，欧姆接触选用较多的金属结构相比于传统水平结构LED，垂直结构LED在电流是Ni／AuiS,9J．由于Ag在可见光波段具有很高的扩展、热管理、光提取方面具有更大优势[5-7】，有利反射率，有利于制作高反射率电极，但由于其黏附于在大功率、高亮度LED中的应

5、用．垂直结构LED性较差，金属功函数较低，不利于形成欧姆接触，的一个关键难点就是P型欧姆接触，一方面由于利用Ni／Ag／Ti／Au，Ni／Ag／Pt等多金属组合电极Mg的激活能较高，很难获得高空穴浓度的P．GaN，则可以同时获得低接触电阻率和高反射率[11j121．国家高技术研究发展计划(批准号：2012AA041004，2011AA03A111)资助的课题t通讯作者．E-mail：fyun2010~mail．xjtu．edu．ca．@2014中国物理学会ChinesePhysicalSocietyhttp'／／wulixb．hy．0c．c死127302．1l，物理学报ActaPhys．

6、Sin．Vo1．63，No．12(2014)127302图3为利用TLM方法计算的Ag／Ti／Au在不对于Ni(1nm)／Ag／Ti／Au电极，在不同退火温同退火条件下的比接触电阻率．未退火电极的比接度、退火气氛中快速退火1min后的反射率和间距触电阻率为4×10-1Q．cm2，在氧气中退火后，接d：5岫测试电极的—曲线如图4所示．加了金触电阻率随温度升高而降低；在600。C退火后，比属Ni后，电极的反射率相比于Ag／Ti／Au电极有所接触电阻率仅为1．7X10Q．cm0；在小于400。C下降，未退火时在450nm处的反射率为85％；在不的氮气氛围中退火后，比接触电阻率缓慢下降；但超过4

7、00。C的氮气和氧气中快速退火后，电极反射当退火温度超过500。C后，接触电阻急剧上升．率稳定在80％以上，特别是在300。C氮气中退火＼诗杂薏波长rim波长／rimO·30．2O-1一鼍0一0．1-0．2—0．3蓁一1．5—1．0—0．500．51．01．5V图2(网刊彩色)Ag／Ti／Au电极在氮气和氧气氛围退火前后的反射率及一V曲线(a)氮气，反射率；(b)氧气反射率；(c)氮气，L曲线，d=5gin；(d)氧气，-曲线，d：