AlGaN基深紫外LED的NiAu透明电极及其接触特性

王雪; 刘乃鑫; 王兵; 郭亚楠; 张晓娜; 郭凯; 李勇强; 张童; 闫建昌; 李晋闽

doi:10.37188/CJL.20220385

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AlGaN基深紫外LED的NiAu透明电极及其接触特性

发光产业及技术前沿 | 更新时间：2023-06-15

- AlGaN基深紫外LED的NiAu透明电极及其接触特性
  增强出版
- Ohmic Contact Characteristics of AlGaN-based Deep-ultraviolet Light-emitting-diodes with NiAu Transparent Electrode
- 发光学报 2023年44卷第5期页码：898-903
- 作者机构：
  
  1.山西中科潞安紫外光电科技有限公司，山西长治　046000
  2.中国科学院半导体研究所半导体照明技术研究开发中心，北京　100083
- 作者简介：
  
  [ "王雪（1991-），女，山西长治人，硕士，工程师，2017年于陕西科技大学获得硕士学位，主要从事芯片设计与开发研究。 E-mail： wangxue@luan-uv.cn" ]
- 基金信息：
  
  山西省重点研发计划(202102030201007);山西省关键核心技术和共性技术研发攻关(20201102013)
- DOI：10.37188/CJL.20220385
  中图分类号： TN312.8
- 收稿日期：2022-11-07，
  
  修回日期：2022-11-25，
  
  纸质出版日期：2023-05-05
- 稿件说明：
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王雪,刘乃鑫,王兵等.AlGaN基深紫外LED的NiAu透明电极及其接触特性[J].发光学报,2023,44(05):898-903.

WANG Xue,LIU Naixin,WANG Bing,et al.Ohmic Contact Characteristics of AlGaN-based Deep-ultraviolet Light-emitting-diodes with NiAu Transparent Electrode[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(05):898-903.
王雪,刘乃鑫,王兵等.AlGaN基深紫外LED的NiAu透明电极及其接触特性[J].发光学报,2023,44(05):898-903. DOI： 10.37188/CJL.20220385.

WANG Xue,LIU Naixin,WANG Bing,et al.Ohmic Contact Characteristics of AlGaN-based Deep-ultraviolet Light-emitting-diodes with NiAu Transparent Electrode[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(05):898-903. DOI： 10.37188/CJL.20220385.

摘要

在p⁃AlGaN表面沉积Ni/Au/Ni/Au透明电极体系，通过传输线模型测试，研究了退火温度对Ni/Au/Ni/Au与p⁃AlGaN材料接触特性的影响。结果表明，AlGaN基深紫外LED采用Ni/Au/Ni/Au金属体系，在600 ℃空气氛围下退火3 min形成p型半导体材料NiO。进一步优化Ni/Au/Ni/Au体系金属厚度，当Ni/Au/Ni/Au各层厚度由20/20/20/20 nm减薄至2/2/5/5 nm，并在600 ℃空气氛围退火3 min，其与p⁃AlGaN材料的接触电阻率从3.23×10

-1

Ω·cm

降到2.58×10

-4

Ω·cm

。采用上述优化的Ni/Au/Ni/Au体系制备的深紫外LED器件，器件光电特性得到了改善。在150 mA驱动下工作电压低至5.8 V；通过提升电极透过率，光输出功率提升18.9%。

Abstract

A Ni/Au/Ni/Au transparent electrode system was deposited on the surface of p-AlGaN， and the effects of annealing temperature on the contact characteristics of Ni/Au/Ni/Au with p-AlGaN were studied by transmission line model. When the AlGaN-based deep ultraviolet LED adopted Ni/Au/Ni/Au metal system， meanwhile annealed at 600 ℃ for 3 min， the results show that p-type semiconductor material NiO can be formed in the contact interface. The metal thickness of Ni/Au/Ni/Au system was further optimized. When the Ni/Au/Ni/Au layers were thinned from 20/20/20/20 nm to 2/2/5/5 nm，with the annealing condition at 600 ℃ for 3 min， the specific contact resistivity decreased from 3.23×10

-1

Ω·cm

to 2.58×10

-4

Ω·cm

. Using the above optimized Ni/Au/Ni/Au system into LED chip process， the photoelectric characteristics of the LED device can be improved drastically. The operating voltage was reduced to 5.8 V at 150 mA， as the increase of the electrode transmittance， the optical output power was increased by 18.9% at the same current.

关键词

Keywords

references

PENG X C ， GUO W ， XU H Q ， et al . Significantly boosted external quantum efficiency of AlGaN-based DUV-LED utilizing thermal annealed Ni/Al reflective electrodes ［J］. Appl. Phys. Express ， 2021 ， 14 （ 7 ）： 072005-1-4 . doi: 10.35848/1882-0786/ac0b07 http://dx.doi.org/10.35848/1882-0786/ac0b07

蔡钧安，秦志新 . 纳米压印制备的光子晶体结构对AlGaN基材料深紫外出光效率的提高［J］. 发光学报， 2014 ， 35 （ 8 ）： 998 - 1002 . doi: 10.3788/fgxb20143508.0998 http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20143508.0998

CAI J A ， QIN Z X . Enhancement of Deep-UV light extraction efficiency from bulk AlGaN with photonic crystals fabricated by nanoimprint lithography ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2014 ， 35 （ 8 ）： 998 - 1002 . （in Chinese） . doi: 10.3788/fgxb20143508.0998 http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20143508.0998

王福学，叶煊超 . 量子阱层和垒层具有不同Al组分的270/290/330 nm AlGaN基深紫外LED光电性能［J］. 发光学报， 2017 ， 38 （ 1 ）： 57 - 62 . doi: 10.3788/fgxb20173801.0057 http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20173801.0057

WANG F X ， YE X C . 270/290/330 nm AlGaN-based deep ultraviolet light-emitting diodes with different Al content in quantum wells and barriers ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2017 ， 38 （ 1 ）： 57 - 62 . （in Chinese） . doi: 10.3788/fgxb20173801.0057 http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20173801.0057

JO M ， MAEDA N ， HIRAYAMA H . Enhanced light extraction in 260 nm light-emitting diode with a highly transparent p-AlGaN layer ［J］. Appl. Phys. Express ， 2016 ， 9 （ 1 ）： 012102-1-3 . doi: 10.7567/APEX.9.012102 http://dx.doi.org/10.7567/APEX.9.012102

TAKANO T ， MINO T ， SAKAI J ， et al . Deep-ultraviolet light-emitting diodes with external quantum efficiency higher than 20% at 275 nm achieved by improving light-extraction efficiency ［J］. Appl. Phys. Express ， 2017 ， 10 （ 3 ）： 031002 . doi: 10.7567/apex.10.031002 http://dx.doi.org/10.7567/apex.10.031002

祁昌亚，胡正飞，张燕，等 . AlGaN紫外探测器p电极的Ni/Au/Ni/Au欧姆接触结构研究［J］. 红外， 2016 ， 37 （ 2 ）： 22 - 28 . doi: 10.3969/j.issn.1672-8785.2016.02.004 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1672-8785.2016.02.004

QI C Y ， HU Z F ， ZHANG Y ， et al . Research on Ni/Au/Ni/Au Ohmic contact structures of p-AlGaN ultraviolet detector ［J］. Infrared ， 2016 ， 37 （ 2 ）： 22 - 28 . （in Chinese） . doi: 10.3969/j.issn.1672-8785.2016.02.004 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1672-8785.2016.02.004

WANG L Y ， SONG W D ， HU W X ， et al . Efficiency enhancement of ultraviolet light-emitting diodes with segmentally graded p-type AlGaN layer ［J］. Chin. Phys. B ， 2019 ， 28 （ 1 ）： 018503-1-6 . doi: 10.1088/1674-1056/28/1/018503 http://dx.doi.org/10.1088/1674-1056/28/1/018503

KIM K H ， LEE T H ， SON K R ， et al . Performance improvements in AlGaN-based ultraviolet light-emitting diodes due to electrical doping effects ［J］. Mater. Des. ， 2018 ， 153 ： 94 - 103 . doi: 10.1016/j.matdes.2018.04.086 http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2018.04.086

徐帅，王光绪，吴小明，等 . Ni插入层对Ag/p-GaN界面接触性能的影响机理［J］. 发光学报， 2019 ， 40 （ 7 ）： 865 - 870 . doi: 10.3788/fgxb20194007.0865 http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20194007.0865

XU S ， WANG G X ， WU X M ， et al . Influence mechanism of Ni interlayer on Ag/p-GaN interfacial contact performance ［J］. Chin. J. Lumin. ， 2019 ， 40 （ 7 ）： 865 - 870 . （in Chinese） . doi: 10.3788/fgxb20194007.0865 http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20194007.0865

王雪，崔志勇，王兵，等 . ITO/Al复合透明导电薄膜对紫外LED光电性能的提升［J］. 半导体技术， 2020 ， 45 （ 9 ）： 680 - 684 . doi: 10.13290/j.cnki.bdtjs.2020.09.004 http://dx.doi.org/10.13290/j.cnki.bdtjs.2020.09.004

WANG X ， CUI Z Y ， WANG B ， et al . Improvement of optoelectronic properties of ultraviolet LEDs with ITO/Al composite transparent conductive flims ［J］. Semicond. Technol. ， 2020 ， 45 （ 9 ）： 680 - 684 . （in Chinese） . doi: 10.13290/j.cnki.bdtjs.2020.09.004 http://dx.doi.org/10.13290/j.cnki.bdtjs.2020.09.004

MALLEM S P R ， AHN W H ， LEE J H ， et al . Influence of thermal annealing on the PdAl/Au metal stack Ohmic contacts to p-AlGaN ［J］. Crystals ， 2020 ， 10 （ 12 ）： 1091-1-7 . doi: 10.3390/cryst10121091 http://dx.doi.org/10.3390/cryst10121091

ZHAO S R ， MCFAVILEN H ， WANG S ， et al . Temperature dependence and high-temperature stability of the annealed Ni/Au Ohmic contact to p -type GaN in air ［J］. J. Electron. Mater. ， 2016 ， 45 （ 4 ）： 2087 - 2091 . doi: 10.1007/s11664-015-4278-3 http://dx.doi.org/10.1007/s11664-015-4278-3

MAEDA N ， JO M ， HIRAYAMA H . Improving the efficiency of AlGaN Deep-UV LEDs by using highly reflective Ni/Al p-type electrodes ［J］. Phys. Status Solidi A ， 2017 ， 215 （ 8 ）： 1700435-1-5 . doi: 10.1002/pssa.201700435 http://dx.doi.org/10.1002/pssa.201700435

HU Z F ， LI X Y ， ZHANG Y . Characteristics of Ni/Au/Ni/Au Ohmic contact in a p-AlGaN/GaN semiconductor ［J］. IOP Conf. Ser.： Mater. Sci. Eng. ， 2020 ， 770： 01 2018-1-9 . doi: 10.1088/1757-899x/770/1/012018 http://dx.doi.org/10.1088/1757-899x/770/1/012018

CHEN L C ， CHEN F R ， KAI J J ， et al . Microstructural investigation of oxidized Ni/Au Ohmic contact to p -type GaN ［J］. J. Appl. Phys. ， 1999 ， 86 （ 7 ）： 3826 - 3832 . doi: 10.1063/1.371294 http://dx.doi.org/10.1063/1.371294

HO J K ， JONG C S ， CHIU C C ， et al . Low-resistance Ohmic contacts to p -type GaN ［J］. Appl. Phys. Lett. ， 1999 ， 74 （ 9 ）： 1275 - 1277 . doi: 10.1063/1.123546 http://dx.doi.org/10.1063/1.123546

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