Ni(10 Å )/Ag(1500 Å )Mg(500 Å ) 电极在 450 ℃ 、氧气气氛下退火 2 分钟，获得了优秀的欧姆接触特性，接触电阻系数低于 9. 0 × 10 -6 Ω cm 2 。此外，电极在 400-500nm 的波长范围的反射系数超过 80% 。再退火时， Mg 覆层抑制了过多的氧进入到 Ni 和 Ag 层中，使得电极具有较好的反射系数和平滑的表面质量。

　　为了获得更大的出光效率和散热，芯片倒装和垂直结构设计都已经被应用到 GaN基发光二极管中 1,2 。在这些结构中，从器件发光区发出的光被 p-GaN 上的欧姆电极反射。由于 Ag 具有高的反射率(约 95% )，所以 Ag 非常适合做欧姆电极 3 。此外，在氧气气氛中退火后的 Ag 基欧姆电极具有低的接触电阻( 5. 0 × 10 -6 Ω cm 2 量级) 4-7 。然而在氧气中退火导致 Ag 被氧化或团聚，最终降低了电极的反射率以及电极和 GaN 、覆层金属的接触 6-8 。因此防止 Ag 被氧化和凝聚是获得适合高功率的固态照明 LEDs 使用的高质量的 Ag 基欧姆电极的重要方面。

　　在这篇文章中，介绍了一种新的金属蒸镀方法，利用这种方法可以得到具有高的反射系数( >80% )和低的接触电阻( <10 -5 Ω cm 2 )的欧姆电极。在 p-GaN 上的 Ni/Ag 欧姆电极上蒸镀 Mg 覆层，可以显著提高电极的光反射系数和表面形貌。对电极金属和 GaN 界面处的界面反 应采用次级离子质谱( SIMS )深度剖面和 同步辐射光电发射谱( SRPES )进行分析。基于以上实验结果，对在电极上增加 Mg 覆层的效果和 Ni/Ag 电极的光学性能进行了讨论。

　　本文中使用金属有机气相沉积( MOCVD )在蓝宝石衬底的( 0001 )面上生长 Mg 掺 p-GaN 薄膜。使用传输线矩阵方法( TLM )对电极电阻进行精确测量，活性区在浸入沸腾的王水溶液中去除表面氧化物后，被 Cl 2 /BCl 3 的电感耦合等离子体定义。表面处理后的样品通过使用光刻胶来刻出 TLM 测试结构需要结构。在金属沉积之前，所有样品都被浸入到 HCl ：去离子水( 1:1 )溶液中 2 分钟。在经过 HCl 处理后， Ni(10 Å )/Ag(1500 Å )Mg(500 Å ) 金属在 2 × 10 -7 乇下，通过电子束蒸发方法依次沉积到样品上。使用含有 5at.%Zn 的 Mg 靶沉积 Mg 。

　　Ni(10 Å )/Ag(1500 Å ) 金属也相对照的沉积。样品在 300 ℃ -700 ℃ 温度范围内，氧气气氛下，退火 2 分钟。电流 - 电压特性曲线通过半导体参数分析器得到。电极的光反射系数通过装配了氙灯的单色仪测量。在光的反射系数测量中，入射光束在背面抛光的蓝宝石衬底以 4 5 °入射，反射光束通过光电倍增管校准。

　　图 1 显示的是 Ni/Ag 和 Ni/Ag/Mg 电极的接触电阻系数随退火温度的变化关系。直接沉积的电极展示的 I-V 特性关系是非线性的，但是随着退火温度的升高，电极的 I-V 特性表现出欧姆关系。 Ni/Ag/Mg 电极在退火温度为 400 ℃ ， 450 ℃ ， 500 ℃ 时，电极电阻率分别为 1.8 × 10 -5 Ω cm 2 , 9. 0 × 10 -6 Ω cm 2 , 3.5 × 10 -5 Ω cm 2 。

图 1. Ni/Ag 和 Ni/Ag/Mg 电极的接触电阻系数随退火温度的变化关系

　　当 Ni/Ag/Mg 电极在 600 ℃ 退火， 电阻率低于 1.7 × 10 -4 Ω cm 2 时， 仍然显示欧姆特性。如果把这个结构生长在 p-GaN 衬底上，可能会得到较好的效果。

图 2. 沉积后未处理的 Ag 电极和氧气气氛下退火的 Ni/Ag 和 Ni/Ag/Mg 电极的反射光谱