一种GaN基的激光二极管结构及制造方法技术

本发明专利技术提供一种GaN基的激光二极管结构及制造方法，包括依次层叠设置的N电极、n型GaN衬底、N覆盖层、N波导层、发光活性层、P波导层、电子阻挡层和钝化层；P型电子阻挡层上表面设有脊条，脊条包括P覆盖层和依次叠设在P覆盖层上的P接触层、P接触电极层；钝化层包括层叠设置的第一钝化层和第二钝化层，第一钝化层设置在P型电子阻挡层的上表面，位于脊条的两侧，第二钝化层上开设有凹槽，在第二钝化层上表面和脊条上设有第一金属层，第一金属层具有与凹槽相对应的凸起部，在第一金属层上表面还设有P电极。其降低了电极结构的应力，提高了金属电极与钝化层的附着力，可以形成厚的金属电极，降低封装要求，提高散热性能，扩大应用。扩大应用。扩大应用。

【技术实现步骤摘要】
一种GaN基的激光二极管结构及制造方法


[0001]本专利技术涉及GaN基的激光二极管
，尤其涉及一种GaN基的激光二极管结构及制造方法。

技术介绍

[0002]边发射的激光二极管，为了形成良好的脊波导结构，在脊的侧面覆盖光学绝缘层SiO2，可以形成光学限制，让电流从脊上注入形成高电流密度，达到激光阈值；因为脊的接触面积很小，金属电极与SiO2的附着性差，厚金属电极应力大，容易掉；所以大功率激光二极管的金属电极都是采用薄结构，间接造成封装很多问题，比如散热不好等。

技术实现思路

[0003]基于此，本专利技术的目的在于提供一种GaN基的激光二极管结构，降低了电极结构的应力，提高了金属电极与钝化层的附着力。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0004]一种GaN基的激光二极管结构，包括N电极、n型GaN衬底、N波导层、发光活性层、P波导层、电子阻挡层和钝化层；
[0005]所述n型GaN衬底、N覆盖层、N波导层、发光活性层、P波导层、P型电子阻挡层依次层叠设置在所述N电极上，所述P型电子阻挡层的上部表面凸出设置有脊条，所述脊条具有顶面和侧面；所述脊条包括P覆盖层和依次叠设在所述P覆盖层上的P接触层、P接触电极层；
[0006]所述钝化层包括第一钝化层和第二钝化层，所述第一钝化层和第二钝化层均为SiO2层，所述第一钝化层设置在所述P型电子阻挡层的上表面，位于所述脊条的两侧，所述第二钝化层置于所述第一钝化层的上表面，所述第二钝化层上开设有凹槽，所述凹槽为圆形槽、正方形槽、长方形槽和纵截面为正梯形的凹槽中的至少一种，在所述第二钝化层的上表面和所述脊条上设置有第一金属层，所述第一金属层具有与所述凹槽相对应的凸起部，在所述第一金属层的上表面还设置有作为P电极的第二金属层。
[0007]进一步，所述凹槽的数量为多个，多个所述凹槽分别位于所述脊条的两侧。
[0008]进一步，当所述凹槽为长方形槽和纵截面为正梯形的凹槽中的至少一种时，在所述脊条的长度方向上，所述凹槽的长度与所述脊条的长度相同。
[0009]进一步，所述凹槽的数量为两个，两个所述凹槽分别位于所述脊条的两侧。
[0010]进一步，所述第二钝化层的厚度小于或等于所述第一钝化层的厚度。
[0011]进一步，所述第一钝化层的厚度与所述第二钝化层的厚度之和大于或等于所述P接触层的厚度与所述P接触电极层的厚度之和。
[0012]进一步，所述P电极的厚度大于所述第一金属层的厚度。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供了一种GaN基的激光二极管结构的制造方法，该方法包括以下步骤：
[0014]S1、在P接触层上制作图形化的光刻胶，以所述图形化的光刻胶为掩模，对依次层叠设置在P型电子阻挡层上的P覆盖层和P接触层进行蚀刻形成脊条，所述脊条凸出于P型电
子阻挡层的上部表面，所述脊条具有顶面和侧面；
[0015]S2、去除图形化的光刻胶，在P型电子阻挡层的上表面生长第一层SiO2而形成第一钝化层，第一钝化层位于所述脊条的两侧；
[0016]S3、在第一钝化层的上表面进行正性光刻胶的涂布、曝光、显影，得到光刻胶图案，所述光刻胶图案为圆柱体、正方体、长方体和纵截面为正梯形的六面体中的至少一种，之后进行烘烤固化；
[0017]S4、在第一钝化层上生长第二层SiO2而形成第二钝化层，使得所述光刻胶图案嵌入第二层SiO2中；
[0018]S5、去除光刻胶，使第二钝化层上形成与所述光刻胶图案相对应的凹槽；
[0019]S6、在P接触层的上表面进行金属镀膜而形成P接触电极层，使得所述脊条还具有P接触电极层；
[0020]S7、在第二钝化层的上表面和所述脊条上进行金属镀膜而形成第一金属层，其中，金属镀膜时的部分金属沉积在所述凹槽内使得第一金属层具有与所述凹槽相对应的凸起部；
[0021]S8、在第一金属层上生长第二金属层作为P电极。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]本专利技术的GaN基的激光二极管结构及制造方法，脊侧面的光学覆盖层采用图形化的钝化层，双层制作，有效降低电极结构的应力，增加金属电极的附着力；可以形成厚的金属电极，降低封装要求，提高散热性能，扩大应用；下层形成光学限制，上层倒梯形结构的钝化层，进一步增加金属电极与钝化层的附着力。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一实施例GaN基的激光二极管结构的示意图；
[0025]图2为本专利技术一实施例GaN基的激光二极管结构的立体示意图；
[0026]图中，
[0027]101N电极；
[0028]102n型GaN衬底；
[0029]103N覆盖层；
[0030]104N波导层；
[0031]105发光活性层；
[0032]106P波导层；
[0033]107P型电子阻挡层；
[0034]108钝化层；1081第一钝化层；1082第二钝化层；10821凹槽；
[0035]109第一金属层；
[0036]110P电极；
[0037]111P覆盖层；
[0038]112P接触层；
[0039]113P接触电极层。
具体实施方式
[0040]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本专利技术的GaN基的激光二极管结构与方法进行进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，以下各实施例及实施例中的特征可以相互组合。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0041]参照图1和图2，本专利技术一实施例的GaN基的激光二极管结构，包括N电极101、n型GaN衬底102、N覆盖层103、N波导层104、发光活性层105、P波导层106、电子阻挡层107和钝化层108。
[0042]其中，n型GaN衬底102、N覆盖层103、N波导层104、发光活性层105、P波导层106、P型电子阻挡层107依次层叠设置在N电极101上。P型电子阻挡层107的上部表面凸出设置有脊条，所述脊条具有顶面和侧面。所述脊条包括P覆盖层111和依次叠设在P覆盖层111上的P接触层112、P接触电极层113。
[0043]钝化层108包括第一钝化层1081和第二钝化层1082。第一钝化层1081和第二钝化层1082均为SiO2层，第一钝化层1081设置在P型电子阻挡层107的上表面，位于所述脊条的两侧。
[0044]第二钝化层1082置于第一钝化层1081的上表面，第二钝化层1082上开设有凹槽10821，凹槽10821为圆形槽、正方形槽、长方形槽和纵截面为正梯形的凹槽中的至少一种，在第二钝化层1082的上表面和所述脊条上设置有第一金属层109。第一金属层109具有与凹槽10821相对应的凸起部，在第一金属层109的上表面还设置有作为P电极110的第二金属层。
[0045]较佳地，第一金属层1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GaN基的激光二极管结构，其特征在于，包括N电极(101)、n型GaN衬底(102)、N覆盖层(103)、N波导层(104)、发光活性层(105)、P波导层(106)、电子阻挡层(107)和钝化层(108)；所述n型GaN衬底(102)、N覆盖层(103)、N波导层(104)、发光活性层(105)、P波导层(106)、P型电子阻挡层(107)依次层叠设置在所述N电极(101)上，所述P型电子阻挡层(107)的上部表面凸出设置有脊条，所述脊条具有顶面和侧面；所述脊条包括P覆盖层(111)和依次叠设在所述P覆盖层(111)上的P接触层(112)、P接触电极层(113)；所述钝化层(108)包括第一钝化层(1081)和第二钝化层(1082)，所述第一钝化层(1081)和第二钝化层(1082)均为SiO2层，所述第一钝化层(1081)设置在所述P型电子阻挡层(107)的上表面，位于所述脊条的两侧，所述第二钝化层(1082)置于所述第一钝化层(1081)的上表面，所述第二钝化层(1082)上开设有凹槽(10821)，所述凹槽(10821)为圆形槽、正方形槽、长方形槽和纵截面为正梯形的凹槽中的至少一种，在所述第二钝化层(1082)的上表面和所述脊条上设置有第一金属层(109)，所述第一金属层(109)具有与所述凹槽(10821)相对应的凸起部，在所述第一金属层(109)的上表面还设置有作为P电极(110)的第二金属层。2.根据权利要求1所述的GaN基的激光二极管结构，其特征在于，所述凹槽(10821)的数量为多个，多个所述凹槽分别位于所述脊条的两侧。3.根据权利要求1所述的GaN基的激光二极管结构，其特征在于，当所述凹槽(10821)为长方形槽和纵截面为正梯形的凹槽中的至少一种时，在所述脊条的长度方向上，所述凹槽(10821)的长度与所述脊条的长度相同。4.根据权利要求3所述的GaN基的激光二极管结构，其特征在于，所述凹槽(10821)的数量为两个，两个所述凹槽(10821)分别位于所述脊条的两侧。5.根据权利要求1所述的GaN基的激光二极管结...

【专利技术属性】
技术研发人员：王程刚，
申请(专利权)人：安徽格恩半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：