GaN作为一种宽禁带半导体材料有着优异的物理和化学性质,在混合不同比例的其他金属,如In或者A1后,其禁带宽度在0.7～6.2eV之间连续可调,并且均为直接带隙,对应的发光波长覆盖深紫外-可见-红外光范围。因此GaN被广泛用于制备如发光二极管(Light Emitting Diode,LED)和激光二极管(Laser Diode,LD)等半导体发光器件,其中LED作为一种体积小,能耗低,寿命长的新型照明光源,应用越来越广泛。传统的GaN基LED采用蓝宝石绝缘衬底,水平结构,不可避免地存在因电流的横向扩展导致的电流拥堵效应,使得器件存在发热量大,散热困难,光电转换效率低等问题。垂直结构LED因为其独特的结构设计,解决了上述普通结构LED的诸多问题,有着电流分布均匀,开启电压低,光提取效率高等优点,一经提出便广受关注。但是垂直结构LED需要在p型GaN表面制作兼顾接触电极和反射镜功能的反射镜电极。由于p型GaN难以获得较高的空穴浓度,且其功函数高达7.5eV,所以反射镜电极的制作十分困难。在本论文中,我们使用一种新的工艺方法,针对蓝光波段的LED制作了 NiAg基反射镜电极,针对紫外波段的LED制作了 NiAl基反射镜电极,同时研究了工艺过程中的关键技术。主要研究内容和成果如下:1.有别于传统的外延生长电极并进行一次性整体退火的工艺模式,提出利用分离生长接触层与反射层,并进行接触层和整体两次退火的工艺方法。2.使用圆点传输线模型(Dot Circular Transmission Line Model,DCTLM)对 p-GaN 与金属系反射镜电极之间的比接触电阻率进行了拟合,使用分光光度计对反射镜电极的反射率进行了测量,并系统分析了影响反射率和接触性能的物理因素,阐述了其中各层的作用以及数据随实验条件的变化规律。3.针对蓝光波段选取NiAg金属系作为电极材料,实验发现接触层退火致使接触层中的Ni氧化生成透明的NiO,有效降低了电极与p-GaN之间的势垒。同时GaN中Ga元素向接触层扩散提高了 p-GaN中的空穴密度,降低了 p-GaN的薄层电阻。以上因素有效地降低了电极的比接触电阻率。然而过长时间退火会造成Ag的氧化,使得电极与p-GaN之间的势垒增高,引起比接触电阻率下降。沉积反射层后进行整体退火会使得Ga元素进一步向电极中扩散,接触电阻率进一步降低。采用经过优化的工艺方法制得的电极在450nm波长处的反射率达到94%,比接触电阻率为1.31×10-3Ω.cm2。4.针对紫外波段选取NiAl金属系作为电极材料,实验发现NiAl金属系无法与p-GaN之间形成欧姆接触,因此借鉴蓝光波段的实验结果,使用NiAg薄层制作接触层,接触层退火后再沉积A1反射层,并进行整体退火。因为接触界面A1的扩散、氧化与Ga元素的扩散作用相互制约,整体退火的温度对NiAl系电极的电学性质有明显影响,采用新工艺方法制作的电极在300nm波长处的反射率达到84%,比接触电阻率为1.34×10-3Ω · cm2。