p-GaN/NiBe/Ag/Al反射式歐姆電極之光電特性研究

柯建宇

指導教授 ： 黃倉秀

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2009年)

摘要

摘 要

本論文以電子槍蒸鍍系統製備p-GaN的反射式歐姆電極NiBe(2 nm)/Ag(150 nm)、NiBe(2 nm)/Ag(150 nm)/Al(2 nm)、NiBe(2 nm)/Ag(150 nm)/Al(5 nm)、NiBe(2 nm)/Ag(150 nm)/Al(10 nm)等四組試片，旨在研究Al超薄層的添加以及其厚度對於NiBe/Ag反射式歐姆電極光電特性的影響。除了探討在不同退火條件下，反射式歐姆電極的特徵接觸電阻之外，同時分析了電極的光反射率和金屬薄膜片電阻，並使用掃描式電子顯微鏡觀察試片表面樣貌，分析Al薄膜的添加對於抑制退火後Ag薄膜凝聚的效果。研究結果顯示，退火以後NiBe/Ag會發生劇烈凝聚現象，使得光反射率大幅下降，電極甚至呈現半透明，片電阻大幅增加；NiBe/Ag/Al在同樣的退火條件下，Al薄膜的添加發揮顯著抑制Ag膜凝聚的效用，即使經過長時間退火後仍具有一定的反射率，金屬薄膜片電阻也維持在與退火前幾乎一樣的數值。另外，Al薄膜的添加並不會使歐姆接觸變差，相對的反而促進了反射式電極的熱穩定性。綜合考量光反射率、金屬薄膜片電阻以及特徵接觸電阻，發現經長時間退火後NiBe/Ag/Al表現比NiBe/Ag優異，且Al薄膜厚度為2 nm時可以得到最佳結果。若以製作發光二極體之p-GaN反射式電極的觀點而言，p-GaN/NiBe(2 nm)/Ag(150 nm)/Al(2 nm)於空氣流通的石英爐管中，500 ℃下退火5分鐘後，可以得到在460 nm的光反射率為83%，金屬薄膜片電阻為0.14 Ω/□，特徵接觸電阻為2.3×10-2 Ω-cm2。

關鍵字

p-GaN ； 反射式 ； 歐姆電極 ； Ag

參考文獻

2. S. Nakamura, T. Mokia, and M. Senoh, Appl. Phys. Lett. 64, 1689 (1994).

14. C. H. Kuo, S. J. Chang, Y. K. Su, R. W. Chuang, C. S. Chang, L. W. Wu, W. C. Lai, J. F. Chen, J. K. Sheu, H. M. Lo, and J. M. Tsai, Mater. Sci. Eng. B. 106, 69 (2004).

16. S. J. Chang, W. S. Chen, S. C. Shei, T. K. Ko, C. F. Shen, Y. P. Hsu, C. S. Chang, J. M. Tsai, W. C. Lai, and A. J. Lin, IEEE Trans. on Advanced Packaging 30, 752 (2007).

17. C. L. Lin, S. J. Wang, and C. Y. Liu, Electrochemical and Solid-State Lett. 8, G265 ( 2005).

18. S. Y. Kim and J. L. Lee, Electrochemical and Solid-State Lett. 7, G102 (2004).