一种带孔洞钝化层的GaN基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带孔洞钝化层的GaN基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波导层、发光活性层、P波导层、P型电子阻挡层和钝化层；P型电子阻挡层的上部表面凸出设置有脊条，脊条包括P覆盖层、P接触层和P接触电极层；钝化层包括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，位于所述脊条的两侧，第一钝化层的靠近脊条的一侧设置有切角，使得第一钝化层与脊条之间形成切角空间，脊条两侧的切角对称设置；切角的上端部与脊条之间具有间隙，第二钝化层置于第一钝化层的上表面，在第二钝化层上表面及脊条上还设有P电极。其可形成较高光限制效果，降低对绝缘材料的折射率要求。降低对绝缘材料的折射率要求。降低对绝缘材料的折射率要求。

【技术实现步骤摘要】
一种带孔洞钝化层的GaN基激光二极管结构及制造方法


[0001]本专利技术涉及激光二极管
，尤其涉及一种带孔洞钝化层的GaN基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，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；目前的方式通常是采用折射率在1.46左右的SiO2等绝缘材料，才可以形成较好的光限制效果。但这样对SiO2等绝缘材料的折射率要求高，不利于制造。

技术实现思路

[0003]基于此，本专利技术的目的在于提供一种带孔洞钝化层的GaN基激光二极管结构，具有较高光限制效果，降低对绝缘材料的折射率要求。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0004]一种带孔洞钝化层的GaN基激光二极管结构，包括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、P型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覆盖层上表面的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P型电子阻挡层的上表面，位于所述脊条的两侧，所述第一钝化层的靠近所述脊条的一侧设置有切角，使得所述第一钝化层与所述脊条之间形成切角空间，所述脊条两侧的所述切角对称设置；所述切角的上端部与所述脊条之间具有间隙，所述第二钝化层置于所述第一钝化层的上表面，使得所述切角空间形成密闭的空气夹层，在所述第二钝化层的上表面及所述脊条上还设置有作为P电极的金属层。
[0007]进一步，在所述脊条的长度方向上，所述切角空间的深度与所述脊条的长度相同。
[0008]进一步，所述切角的高度与所述第一钝化层的厚度相同。
[0009]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。
[0010]进一步，所述切角与第一钝化层的下表面所在平面之间的夹角为30
°‑
75
°
。
[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覆盖层的厚度与所述P接触层的厚度之和。
[0012]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所述脊条的厚度时，所述第二钝化层延伸至所述脊条的上表面，位于所述脊条的上表面处的所述第二钝化层开设有通孔，所述通孔的边界小于所述脊条的上表面的边界。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供了一种带孔洞钝化层的GaN基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，在脊条的上表面以及与脊条侧面下部相连的P型电子阻挡层的上表面生长第一层SiO2，其中，在与脊条侧面下部相连的P型电子阻挡层的上表面生长的第一层SiO2作为第一钝化层，第一钝化层设置在P型电子阻挡层的上表面，位于所述脊条的两侧；
[0016]S3、分别在脊条上表面的第一层SiO2以及第一钝化层上制作图形化的光刻胶，以所述图形化的光刻胶为掩模，蚀刻掉脊条顶面处的第一层SiO2，以暴露脊条的顶面；
[0017]对第一钝化层的靠近脊条的一侧进行蚀刻形成切角，使得第一钝化层与脊条之间形成切角空间；脊条两侧的切角对称设置；
[0018]S4、去除图形化的光刻胶，在第一钝化层的上表面以及脊条的上表面生长第二层SiO2，使得所述切角空间形成密闭的空气夹层，其中，在第一钝化层的上表面生长的第二层SiO2作为第二钝化层；
[0019]S5、在脊条上表面的所述第二层SiO2上制作图形化的光刻胶，以所述图形化的光刻胶为掩模，蚀刻掉脊条顶面处的部分第二层SiO2而使第二层SiO2具有通孔，以暴露脊条的部分顶面；
[0020]S6、去除图形化的光刻胶，在位于所述通孔处的脊条的上表面制作作为P接触电极层的金属沉积层；或者，在位于所述通孔处的脊条的上表面制作作为P接触电极层的金属沉积层，去除图形化的光刻胶；
[0021]S7、在第二钝化层和P接触电极层上生长作为P电极的金属层。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]本专利技术的带孔洞钝化层的GaN基激光二极管结构及制造方法，脊侧面的光学覆盖层采用双层制作，脊的底部两侧带有空气层倒角结构，可以形成较高光限制效果，降低对绝缘材料的折射率要求。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的带孔洞钝化层的GaN基激光二极管结构的示意图；
[0025]图2为本专利技术一实施例的带孔洞钝化层的GaN基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]103 N覆盖层；
[0030]104 N波导层；
[0031]105发光活性层；
[0032]106 P波导层；
[0033]107 P型电子阻挡层；
[0034]108钝化层；1081第一钝化层；1082第二钝化层；
[0035]109 P电极；
[0036]110 切角；
[0037]111 P覆盖层；
[0038]112 P接触层；
[0039]113 P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带孔洞钝化层的GaN基激光二极管结构及制造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带孔洞钝化层的GaN基激光二极管结构，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、P型电子阻挡层107和钝化层108。
[0042]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。
[0043]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，脊条包括P覆盖层111和依次叠设在P覆盖层111上表面的P接触层112、P接触电极层113。
[0044]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均为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带孔洞钝化层的GaN基激光二极管结构，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)、P型电子阻挡层(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)上表面的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P型电子阻挡层(107)的上表面，位于所述脊条的两侧，所述第一钝化层(1081)的靠近所述脊条的一侧设置有切角(110)，使得所述第一钝化层(1081)与所述脊条之间形成切角空间，所述脊条两侧的所述切角(110)对称设置；所述切角(110)的上端部与所述脊条之间具有间隙，所述第二钝化层(1082)置于所述第一钝化层(1081)的上表面，使得所述切角空间形成密闭的空气夹层，在所述第二钝化层(1082)的上表面及所述脊条上还设置有作为P电极(109)的金属层。2.根据权利要求1所述的带孔洞钝化层的GaN基激光二极管结构，其特征在于，在所述脊条的长度方向上，所述切角空间的深度与所述脊条的长度相同。3.根据权利要求1所述的带孔洞钝化层的GaN基激光二极管结构，其特征在于，所述切角(110)的高度与所述第一钝化层(1081)的厚度相同。4.根据权利要求1所述的带孔洞钝化层的GaN基激光二极管结构，其特征在于，所述第二钝化层(1082)的厚度小于或等于所述第一钝化层(1081)的厚度。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的带孔洞钝化层的GaN基激光二极管结构，其特征在于，所述切角(110)与第一钝化层(1081)的下表面所在平面之间的夹角为30
°‑
75
°
。6.根据权利要求1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宇翔，
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：