基于分布式布拉格反射镜波导微腔的硅衬底GaN激光器制造技术

本发明专利技术属于信息材料与器件领域，提供一种基于分布式布拉格反射镜波导微腔的硅衬底GaN激光器及其制作方法。所述激光器以硅基氮化物晶片为载体，包括硅衬底层、设置在所述硅衬底层上的外延缓冲层、设置在所述外延缓冲层上的p‑n结量子阱器件，设置在所述p‑n结量子阱器件上的SiO2绝缘层，设置在所述SiO2绝缘层上的p‑电极的引线电极区和n‑电极的引线电极区及分布式布拉格反射镜。本发明专利技术利用FIB技术，在InGaN波导上加工配对的分布式布拉格反射镜结构，形成微腔结构，获得基于分布式布拉格反射镜波导微腔的硅衬底GaN激光器，并结合AlN/AlGaN应力调控缓冲层技术，实现电泵浦硅衬底GaN激光器；可用于可见光通信、显示及传感领域。

【技术实现步骤摘要】
基于分布式布拉格反射镜波导微腔的硅衬底GaN激光器
本专利技术属于信息材料与器件领域，涉及一种基于分布式布拉格反射镜波导微腔的硅衬底GaN激光器及其制备技术。
技术介绍
半导体激光器，又称激光二极管(LaserDiode,LD)，其原理是通过一定的激励方式(电注入、光泵或高能电子束注入)，在半导体物质的能带之间或能带与杂质能级之间，通过激发非平衡载流子而实现粒子数反转，从而产生光的受激发射作用。LD的核心发光部分是PN结，当注入PN结的少数载流子与多数载流子复合时，就会发出可见光；LD的重要组成部分是谐振腔，即由一定几何形状和光学反射特性的反射镜按特定的方式组合而成，可使腔内的光子振荡、反馈，产生光的辐射放大并输出激光。谐振腔的作用为：①提供光学反馈能力，使受激辐射光子在腔内多次往返以形成相干的持续振荡。②对腔内往返振荡光束的方向和频率进行限制，以保证输出激光具有一定的定向性和单色性。从材料角度来看，氮化物材料特别是GaN材料，具有较高的折射率(～2.5)，在可见光、近红外波段透明，是一种优异的光学材料。然而，由于SiC和蓝宝石衬底不易加工，而氮化物特别是GaN的加工技术也不成熟，限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分布式布拉格反射镜波导微腔的硅衬底GaN激光器，其特征在于，以硅基氮化物晶片为载体，包括硅衬底层、设置在所述硅衬底层上的外延缓冲层、设置在所述外延缓冲层上的p‑n结量子阱器件，设置在所述p‑n结量子阱器件上的SiO2绝缘层，设置在所述SiO2绝缘层上的p‑电极的引线电极区和n‑电极的引线电极区，及分布式布拉格反射镜；所述p‑n结量子阱器件包括n‑GaN层、n‑电极、AlGaN包裹层、InGaN波导、InGaN/GaN量子阱层、p‑GaN层和p‑电极；所述n‑GaN层上表面是刻蚀形成的阶梯状台面，所述阶梯状台面包括下台面和上台面，所述n‑电极设置在下台面上，所述AlGaN包裹层、InGa...

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式布拉格反射镜波导微腔的硅衬底GaN激光器，其特征在于，以硅基氮化物晶片为载体，包括硅衬底层、设置在所述硅衬底层上的外延缓冲层、设置在所述外延缓冲层上的p-n结量子阱器件，设置在所述p-n结量子阱器件上的SiO2绝缘层，设置在所述SiO2绝缘层上的p-电极的引线电极区和n-电极的引线电极区，及分布式布拉格反射镜；所述p-n结量子阱器件包括n-GaN层、n-电极、AlGaN包裹层、InGaN波导、InGaN/GaN量子阱层、p-GaN层和p-电极；所述n-GaN层上表面是刻蚀形成的阶梯状台面，所述阶梯状台面包括下台面和上台面，所述n-电极设置在下台面上，所述AlGaN包裹层、InGaN波导层、InGaN/GaN量子阱层、InGaN波导、AlGaN包裹层、p-GaN层和p-电极从下至上依次连接设置在上台面的上方；所述分布式布拉格反射镜是直接在所述上台面的两端从所述SiO2绝缘层分别向下刻蚀至下方的InGaN波导层获得的，所述分布式布拉格反射镜在上台面的两端对称配对分布，形成谐振微腔结构。2.一种制备权利要求1所述的基于分布式布拉格反射镜波导微腔的硅衬底GaN激光器的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤(1)在硅基氮化物晶片背后对硅衬底层进行减薄抛光；步骤(2)在硅基氮化物晶片上表面均匀涂上一层光刻胶，采用光刻对准技术在光刻胶层上定义出n-GaN台阶区域，所述n-GaN台阶区域包括下台面和上...

【专利技术属性】
技术研发人员：施政，沈湘菲，王永进，蒋元，袁佳磊，张锋华，张帅，秦川，蒋燕，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32