低接触电阻的外延结构及发光装置的制作方法

本申请属于半导体发光器件，具体涉及一种低接触电阻的外延结构及发光装置。

背景技术：

1、algan材料的功函数较高、带隙比较大，因此p型algan与金属接触时易形成肖特基接触。同时，高al组份的p型algan的mg掺杂难度大，导致载流子浓度过低。这些因素导致led开启电压增大、电光转换效率变低的问题。为了解决上述问题，通用的方式包括：

2、1、由于p型algan的功函数与al组份成正比，使用低al组份的p型algan接触层以减小接触层和金属的功函数差，达到实现欧姆接触的目的；

3、2、使用高功函数的金属和p型algan接触层接触，例如au、ni和rh，以减小接触层和金属的功函数差，达到实现欧姆接触的目的。

4、其中，第一种方法会导致严重的吸光效应，特别是针对深紫外led来说，吸光效应更加严重；第二种方法中高功函数的金属多为贵金属，价格昂贵并且与高al组份的p型algan接触较差。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种低接触电阻的外延结构及发光装置，以解决现有技术中存在的p型algan与金属接触时易形成肖特基接触，高al组份的p型algan的mg掺杂难度大，导致led开启电压增大、电光转换效率变低的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请采用的一个技术方案是：

3、提供一种低接触电阻的外延结构，包括依次层叠设置的第一导电半导体层、量子阱有源层、第二导电半导体层，所述第二导电半导体层包括沿背离所述量子阱有源层方向依次层叠设置的电子阻挡层、p型层和接触层，所述接触层背离所述p型层一面形成有用于和导电电极连接的接触表面，所述第一导电半导体层、量子阱有源层、电子阻挡层和p型层均为algan基半导体层；

4、所述接触层包括：

5、第一接触部，布置在所述p型层表面，所述第一接触部至少包括多个沿背离所述p型层方向延伸设置的第一纳米结构，相邻所述第一纳米结构间隔设置，所述第一接触部与所述p型层形成接触；

6、第二接触部，至少部分布置在多个相邻所述第一纳米结构的间隙中，至少部分所述第二接触部与至少部分所述第一接触部形成接触；

7、其中，所述第一接触部和第二接触部均包括氮化物半导体；至少部分所述第一纳米结构的能带带隙小于至少部分所述第二接触部的能带带隙。

8、在一个或多个实施方式中，至少部分所述第一纳米结构和至少部分所述第二接触部均包括为al。

9、在一个或多个实施方式中，至少部分所述第一纳米结构和至少部分所述第二接触部均包括algan，其中，所述第一纳米结构为alxga1-xn，0≦x≦0.4，至少部分所述第二接触部为alyga1-yn，0.2

10、在一个或多个实施方式中，所述第二接触部的al摩尔分数与所述第一纳米结构的al摩尔分数的差值大于0.5。

11、在一个或多个实施方式中，至少部分所述第一纳米结构为gan，至少部分所述第二接触部为aln或al摩尔分数的大于0.5的algan。

12、在一个或多个实施方式中，所述的接触层的厚度为1-20nm。

13、在一个或多个实施方式中，第一纳米结构为截面圆形、长方形、正方形、梯形、三角形、棱形或不规则图形。

14、在一个或多个实施方式中，所述第一纳米结构的横向外围最大尺寸为1-30nm；相邻两个所述第一纳米结构之间的最小距离小于所述第一纳米结构的横向外围最大尺寸，且相邻两个所述第一纳米结构之间的最小距离为0.5-10nm。

15、在一个或多个实施方式中，所述第二接触部的能带带隙大于所述p型层的能带带隙。

16、在一个或多个实施方式中，所述接触表面由所述第一纳米结构背离所述p型层的端部和所述第二接触部的背离所述p型层的端部配合形成，所述第一纳米结构另一端和所述第二接触部另一端与所述p型层接触。

17、在一个或多个实施方式中，所述第二接触部填充相邻所述第一纳米结构的间隙并沿背离所述p型层的方向延伸设置，以形成覆盖所述第一纳米结构端部的连接层，所述接触表面由所述连接层形成。

18、在一个或多个实施方式中，所述连接层的厚度为0.1-3nm。

19、在一个或多个实施方式中，所述连接层为aln。

20、为实现上述目的，本申请采用的另一个技术方案是：

21、提供一种发光装置，包括上述任一实施方式所述的外延结构。

22、区别于现有技术，本申请的有益效果是：

23、本申请接触层包括第一接触部，其包括多个第一纳米结构，相邻第一纳米结构间隔设置，第二接触部填充在相邻第一纳米结构间隙处，从而构成纳米点阵结构的接触层，基于尺寸效应，能够有效减少接触层的功函数，从而显著减少接触层和导电电极的功函数差，降低接触电阻，保证欧姆接触；

24、本申请接触层的第一接触部的第一纳米结构和第二接触部可以紧密贴合，不同组份超薄接触面存在极化感应效应，从而使深能级得到激活；第二接触部具有比第一纳米结构更高的能带带隙，从而在产生大量空穴载流子，改善接触层的接触性能；

25、本申请更高能带带隙的第二接触部填充到第一接触部的纳米结构的间隔空间，接触形成的点阵结构，能够增加接触层的比表面积，使p-algan带隙中的表面态增加，增加极化感应效应，有利于空穴注入，提高接触效果，降低电阻。

技术特征：

1.一种低接触电阻的外延结构，其特征在于，包括依次层叠设置的第一导电半导体层、量子阱有源层、第二导电半导体层，所述第二导电半导体层包括沿背离所述量子阱有源层方向依次层叠设置的电子阻挡层、p型层和接触层，所述接触层背离所述p型层一面形成有用于和导电电极连接的接触表面，所述第一导电半导体层、量子阱有源层、电子阻挡层和p型层均为algan基半导体层；

2.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于：至少部分所述第一纳米结构和至少部分所述第二接触部均包括为al。

3.根据权利要求2所述的外延结构，其特征在于：至少部分所述第一纳米结构和至少部分所述第二接触部均包括algan，其中，所述第一纳米结构为alxga1-xn，0

4.根据权利要求2所述的外延结构，其特征在于：所述第二接触部的al摩尔分数与所述第一纳米结构的al摩尔分数的差值大于0.5。

5.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于：至少部分所述第一纳米结构为gan，至少部分所述第二接触部为aln或al摩尔分数的大于0.5的algan。

6.根据权利要求1-5任一项所述的外延结构，其特征在于：所述的接触层的厚度为1-20nm。

7.根据权利要求1-5任一项所述的外延结构，其特征在于：第一纳米结构为截面圆形、长方形、正方形、梯形、三角形、棱形或不规则图形。

8.根据权利要求1-5任一项所述的外延结构，其特征在于：所述第一纳米结构的横向外围最大尺寸为1-30nm；相邻两个所述第一纳米结构之间的最小距离小于所述第一纳米结构的横向外围最大尺寸，且相邻两个所述第一纳米结构之间的最小距离为0.5-10nm。

9.根据权利要求1-5任一项所述的外延结构，其特征在于：所述第二接触部的能带带隙大于所述p型层的能带带隙。

10.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于：所述接触表面由所述第一纳米结构背离所述p型层的端部和所述第二接触部的背离所述p型层的端部配合形成，所述第一纳米结构另一端和所述第二接触部另一端与所述p型层接触。

11.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于：所述第二接触部填充相邻所述第一纳米结构的间隙并沿背离所述p型层的方向延伸设置，以形成覆盖所述第一纳米结构端部的连接层，所述接触表面由所述连接层形成。

12.根据权利要求11所述的外延结构，其特征在于：所述连接层的厚度为0.1-3nm，和/或所述连接层为aln。

13.一种发光装置，其特征在于，包括权利要求1至12任一所述的外延结构。

技术总结
本申请公开了一种低接触电阻的外延结构及发光装置，外延结构包括接触层，接触层包括第一接触部，布置在所述P型层表面，所述第一接触部至少包括多个沿背离所述P型层方向延伸设置的第一纳米结构，相邻所述第一纳米结构间隔设置，所述第一接触部与所述P型层形成接触；第二接触部，至少部分布置在多个相邻所述第一纳米结构的间隙中，至少部分所述第二接触部与至少部分所述第一接触部形成接触；其中，所述第一接触部和第二接触部均包括氮化物半导体；至少部分所述第一纳米结构的能带带隙小于至少部分所述第二接触部的能带带隙。本申请基于尺寸效应有效减少接触层的功函数，降低接触电阻，保证欧姆接触。

技术研发人员：唐唯卿,许奇明,沈雁伟,魏永强
受保护的技术使用者：苏州立琻半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12