專(zhuān)利名稱(chēng)：一種p型ZnO的歐姆接觸電極及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及歐姆接觸電極及其制備方法，尤其是p型ZnO的歐姆接觸電極 及其制備方法，屬于半導(dǎo)體材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
寬禁帶化合物半導(dǎo)體ZnO由于具有一系列優(yōu)良的特性被認(rèn)為是一種理想的 短波長(zhǎng)光電器件材料。目前，p型ZnO的制備已經(jīng)取得了重大突破，ZnO基發(fā) 光二極管的實(shí)現(xiàn)也已經(jīng)曙光初現(xiàn)?，F(xiàn)有p型ZnO的歐姆接觸電極多采用Ni和 Au來(lái)制備，Ni和Au在熱退火過(guò)程中均會(huì)向半導(dǎo)體內(nèi)部擴(kuò)散，影響電極的穩(wěn)定 性以及p型ZnO層的性能。制備具有低接觸電阻率和熱穩(wěn)定性的歐姆接觸對(duì)于 實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)良、具有商業(yè)生存力和競(jìng)爭(zhēng)力的ZnO發(fā)光二極管具有重要意義。
Ni和Pt都具有較高的功函數(shù)，適合與p型ZnO形成歐姆接觸。Ni具有良 好的附著力，Pt具有很好的穩(wěn)定性。在快速熱退火過(guò)程中，Pt與向外擴(kuò)散的Ni 形成合金保護(hù)層，可以避免電極材料受到環(huán)境的影響而造成性能衰退，同時(shí)可 以避免p型ZnO中的受主雜質(zhì)向外逃逸；金屬與p型ZnO界面處的原子擴(kuò)散也 有利于降低界面處的勢(shì)壘高度，從而可以獲得具有較低接觸電阻率的歐姆接觸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為改善ZnO基半導(dǎo)體器件性能，而提供一種具有低接觸電 阻率和熱穩(wěn)定性的p型ZnO的歐姆接觸電極。
本發(fā)明的p型ZnO的歐姆接觸電極，在p型ZnO層上自下而上依次沉積第 一電極層和第二電極層，所說(shuō)的第一電極層是金屬Ni層，第二電極層是金屬Pt 層。
通常，金屬Ni層的厚度為20 40nm，金屬Pt層的厚度為80 120nm。 本發(fā)明的p型ZnO的歐姆接觸電極的制備方法，依次包括以下步驟-
1) 將p型ZnO層用丙酮或者無(wú)水乙醇超聲清洗，然后用去離子水沖洗，再 用氮?dú)獯蹈桑?br> 2) 在清洗好的p型ZnO層表面光刻出電極圖案；
3) 采用真空電子束蒸發(fā)法在光刻好的p型ZnO層上依次沉積金屬Ni層和 金屬Pt層；沉積結(jié)束，浸入丙酮中，將不需要沉積金屬的部分剝離，露出p型 ZnO層，然后放入退火爐中，在氮?dú)鈿夥障?，?0(TC 55(TC退火60 90秒。
本發(fā)明的p型ZnO的歐姆接觸電極的有益效果在于O Ni和Pt都具有較高的功函數(shù)，與p型ZnO接觸時(shí)勢(shì)壘高度比較小，可 以獲得更低的接觸電阻率，有利于器件應(yīng)用。
2)快速熱退火導(dǎo)致的原子擴(kuò)散會(huì)使電極金屬表面附近形成一層Pt-M合金 保護(hù)層，可以避免電極材料受到環(huán)境的影響而造成性能衰退，同時(shí)可以避免p 型ZnO中的受主雜質(zhì)向外逃逸，保持p型ZnO層中的空穴濃度，從而可以維持 器件性能的穩(wěn)定性。


圖1是p型ZnO歐姆接觸電極的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是歐姆接觸電極在退火前后的掃描電鏡照片，其中a)為退火前，b)為 退火后。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
參照?qǐng)Dl，本發(fā)明的p型ZnO歐姆接觸電極，在p型ZnO層l上自下而上 依次沉積第一電極層2和第二電極層3，其中，第一電極層2是金屬M(fèi)層，第 二電極層3是金屬Pt層。
實(shí)施例1 -
本實(shí)施例中的P型ZnO為采用MOCVD非等離子體氮摻雜方法在玻璃襯底 上制備而成。首先將p型ZnO層用丙酮或者無(wú)水乙醇超聲清洗5 10分鐘，然 后用去離子水沖洗，再用氮?dú)獯蹈伞＝酉聛?lái)將清洗好的p型ZnO層在IO(TC下 烘烤5分鐘，置于勻膠機(jī)中涂覆光刻膠，涂好光刻膠后在相同條件下再次進(jìn)行 烘烤，然后將光刻掩膜版貼在樣品表面，進(jìn)行曝光，顯影，在p型ZnO層表面 光刻出電極圖案。將光刻好的p型ZnO層置于真空電子束蒸發(fā)設(shè)備中，將生長(zhǎng) 室抽真空至5><10'7托，先沉積20nm的金屬Ni層，接著沉積80nm的金屬Pt層。 沉積完畢，將電極樣品從設(shè)備中取出，浸入丙酮中，將不需要沉積金屬的部分 剝離，露出p型ZnO層。剝離完成以后，將電極樣品放入退火爐中，在氮?dú)鈿?氛下，于45(TC退火60秒鐘。本例制備的氮摻雜p型ZnO的歐姆接觸電極的接 觸電阻率為3.81x10—6Qcm2。
本實(shí)施例中的P型ZnO為采用MOCVD非等離子體氮摻雜方法在玻璃襯底 上制備而成。首先將p型ZnO層用丙酮或者無(wú)水乙醇超聲清洗5 10分鐘，然 后用去離子水沖洗，再用氮?dú)獯蹈?。接下?lái)將清洗好的p型ZnO層在IO(TC下 烘烤5分鐘，置于勻膠機(jī)中涂覆光刻膠，涂好光刻膠后在相同條件下再次進(jìn)行烘烤，然后將光刻掩膜版貼在樣品表面，進(jìn)行曝光，顯影，在p型ZnO層表面 光刻出電極圖案。將光刻好的p型ZnO層置于真空電子束蒸發(fā)設(shè)備中，將生長(zhǎng) 室抽真空至5xl(^托，先沉積20nm的金屬Ni層，接著沉積80nm的金屬Pt層。 沉積完畢，將電極樣品從設(shè)備中取出，浸入丙酮中，將不需要沉積金屬的部分 剝離，露出p型ZnO層。剝離完成以后，將電極樣品放入退火爐中，在氮?dú)鈿?氛下，于450。C退火90秒鐘。本例制備的氮摻雜p型ZnO的歐姆接觸電極的接 觸電阻率為7.2xlO—4Qcm2。 實(shí)施例3:
本實(shí)施例中的P型ZnO為采用MOCVD非等離子體氮摻雜方法在玻璃襯底 上制備而成。首先將p型ZnO層用丙酮或者無(wú)水乙醇超聲清洗5 10分鐘，然 后用去離子水沖洗，再用氮?dú)獯蹈?。接下?lái)將清洗好的p型ZnO層在IO(TC下 烘烤5分鐘，置于勻膠機(jī)中涂覆光刻膠，涂好光刻膠后在相同條件下再次進(jìn)行 烘烤，然后將光刻掩膜版貼在樣品表面，進(jìn)行曝光，顯影，在p型ZnO層表面 光刻出電極圖案。將光刻好的p型ZnO層置于真空電子束蒸發(fā)設(shè)備中，將生長(zhǎng) 室抽真空至5xl0々托，先沉積20nm的金屬Ni層，接著沉積80nm的金屬Pt層。 沉積完畢，將電極樣品從設(shè)備中取出，浸入丙酮中，將不需要沉積金屬的部分 剝離，露出p型ZnO層。剝離完成以后，將電極樣品放入退火爐中，在氮?dú)鈿?氛下，于50(TC退火60秒鐘。本例制備的氮摻雜p型ZnO的歐姆接觸電極的接 觸電阻率為9.7xl(T^cm2。圖2是歐姆接觸電極在退火前后的掃描電鏡照片，由 圖可見(jiàn)，本發(fā)明制備的歐姆接觸電極具有較好的熱穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1. 一種p型ZnO的歐姆接觸電極，在p型ZnO層(1)上自下而上依次沉積第一電極層(2)和第二電極層(3)，其特征在于所說(shuō)的第一電極層(2)是金屬Ni層，第二電極層(3)是金屬Pt層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的p型ZnO的歐姆接觸電極,其特征是金屬Ni層(2) 的厚度為20 40nm，金屬Pt層(3)的厚度為80 120nm。
3. 權(quán)利要求1所述的p型ZnO的歐姆接觸電極的制備方法，依次包括以下 步驟1) 將p型ZnO層用丙酮或者無(wú)水乙醇超聲清洗，然后用去離子水沖洗，再 用氮?dú)獯蹈桑?) 在清洗好的p型ZnO層表面光刻出電極圖案；3) 采用真空電子束蒸發(fā)法在光刻好的p型ZnO層上依次沉積金屬Ni層和 金屬Pt層；沉積結(jié)束，浸入丙酮中，將不需要沉積金屬的部分剝離，露出p型 ZnO層，然后放入退火爐中，在氮?dú)鈿夥障?，?00'C 55(TC退火60 90秒。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的p型ZnO的歐姆接觸電極，在p型ZnO層上自下而上依次沉積第一電極層和第二電極層，其中第一電極層是金屬Ni層，第二電極層是金屬Pt層。其制備方法包括在p型ZnO層表面光刻出電極圖案，然后采用真空電子束蒸發(fā)法在p型ZnO層上依次沉積金屬Ni層和金屬Pt層，再將制備的電極在氮?dú)庵?00℃～550℃范圍內(nèi)進(jìn)行快速熱退火。經(jīng)過(guò)快速退火使電極金屬表面附近形成一層Pt-Ni合金保護(hù)層，從而可避免電極材料受到環(huán)境的影響而造成性能衰退，同時(shí)可以避免p型ZnO中的受主雜質(zhì)向外逃逸，保持p型ZnO層中的空穴濃度。本發(fā)明的p型ZnO的歐姆接觸電極具有低接觸電阻率和熱穩(wěn)定性，有利于器件應(yīng)用。
文檔編號(hào)H01L33/00GK101431138SQ20081016269
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者盧洋藩, 葉志鎮(zhèn) 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)