【作者】 刘北平；

【导师】 李晓良；

【作者基本信息】 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所） ， 微电子学与固体电子学， 2006， 硕士

【摘要】 GaN材料及器件近年来成为研究的热点，尤其是GaN发光二极管（LED）。这主要是因为GaN蓝绿光LED产品的出现从根本上解决了白光发光二极管三基色缺色的问题。GaN蓝、绿光LED具有体积小、冷光源、响应时间短、发光效率高、防爆、节能、使用寿命长（使用寿命可达10万小时以上）等特点。因此GaN发光二极管在大屏幕彩色显示、车辆及交通、多媒体显像、LCD背光源、光纤通讯等领域大有用武之地。本论文重点研究了GaN-LED制作中的感应耦合等离子体刻蚀以及p型欧姆接触电极的制作，并得出了以下结果： 使用国产的ICP-98C感应耦合等离子刻蚀设备，利用Cl基气体对GaN材料进行刻蚀，结果显示Cl₂／He刻蚀的效果要好于Cl₂／Ar。两者刻蚀GaN的速率相差不大，但对于刻蚀后的表面粗糙度而言，前者刻蚀后的表面粗糙度要远小于后者。当ICP功率=500W，直流自偏压=180V，Cl₂／He=32sccm／8sccm时，刻蚀后材料表面粗糙度RMS=0.36nm。而相同条件下，用Ar取代He，表面粗糙度RMS=3.84nm。刻蚀的好坏对N型欧姆接触电极的优劣具有非常大的影响，论文比较了Cl₂／He和Cl₂／Ar相同条件下刻蚀，然后制作的电极的I-V特性。经计算，前者刻蚀后制作的电极的接触电阻率要比后者的小一个数量级。论文然后以Cl₂／He为刻蚀气体，研究了ICP功率、直流自偏压、气体总流量、气体比例对刻蚀速率及刻蚀后表面粗糙度的影响。 采用Ni／Au作为p型欧姆接触电极。经实验得出，500℃是退火的最佳温度。Ni（10nm）／Au（10nm）是适合GaN发光管P型电极的最佳厚度。当金属层厚度变大，接触电阻率下降，但透光率也随之下降；当金属层厚度变小，透光率提高，但接触电阻率随之上升。在p-GaN上电子束蒸发镀Ni（10nm）／Au（10nm），经氧气中500℃退火后，接触电阻率为4.7×10^-5Ω·cm²，透光率为75％。 采用Ti／Al／Ni／Au作为n型欧姆接触电极，厚度分别为20nm／20nm／20nm／更多还原

【Abstract】 GaN has been extensively investigated for electronic and optoelectronic application, especially for GaN light emitting diodes（LEDs）. Recently, tremendous progress has been achieved in GaN-based blue and green LED, which has a lot of attractive characteristics, such as little cubage、 short response time、 high efficiency、 long lifetime、 explosion resist etc. It can be widely used in the fields of large color display、 traffic lights、 LCDs’ light source、 fiber communication and so on. In this paper, we discuss Cl-based inductively coupled plasma（ICP） etching GaN and fabrication of p-type ohmic contact, especially the former. Besides we show the process flow of GaN LED. Following is the details:ICP etching of GaN was performed in a home-made equipment ICP-98C using Cl-based gases. It showed that the characteristics of the samples etched by Cl₂/He were better than that etched by Cl₂/Ar. When etching conditions were ICP power=500W、 dc bias=180V、 Cl₂/He=32sccm/8sccm, the surface roughness RMS was 0.36nm, lower than using Cl₂/Ar in the same conditions. We also investigated how the etch conditions such as different ICP power、 dc bias、 total flow and Cl₂:He ratio affects etch rate and surface roughness.Ni/Au was used as p-type ohmic contact. We tried different annealing temperature and thickness of Ni/Au, and got that 500 °C is the most suitable annealing temperature; Ni（10nm）/Au（10nm） is the most suitable thickness. Ni（10nm）/Au（10nm） was deposited on p-GaN by electronic beam evaporation,, then annealing in Oxygenat 500℃ for 5min. The specific contact resistivity（ρ_c） is 4.7 × 10^-5 Ω ? cm², and thelight transmittance is 75%.Ti（20nm）/Al（20nm）/Ni（20nm）/Au（100nm） was used as n-type ohmic contact,更多还原