具有金属夹层钝化层的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具有金属夹层钝化层的GaN基激光二极管结构及制造方法，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N电极上，P型电子阻挡层的上表面凸出设置有脊条，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；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，第二钝化层置于第一钝化层上表面；第二钝化层上开设有凹槽，凹槽包括相通的竖槽和横槽，横槽内设置有第一金属层，在第二钝化层的上表面及脊条上设有P电极，P电极具有与竖槽相对应的凸起部，竖槽的横截面积小于横槽的横截面积。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，改善散热性能。改善散热性能。改善散热性能。

【技术实现步骤摘要】
具有金属夹层钝化层的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
，尤其涉及一种具有金属夹层钝化层的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；目前的方式都是采用薄的Au电极，封装到热沉上，再进一步封装到产品上；而大功率激光二极管的金属电极都是采用薄结构，间接造成很多封装问题，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具有金属夹层钝化层的GaN基激光二极管结构，其提高了金属电极与钝化层的附着力，降低封装要求，改善散热性能。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0004]一种具有金属夹层钝化层的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脊条的侧面及与脊条侧面下部相连的P型电子阻挡层的上表面，所述第二钝化层置于所述第一钝化层的上表面；
[0007]所述第二钝化层上开设有凹槽，所述凹槽包括相通的竖槽和横槽，所述横槽内设置有第一金属层，在所述第二钝化层的上表面及所述脊条上设置有作为P电极的第二金属层，所述P电极具有与所述竖槽相对应的凸起部，所述竖槽的横截面积小于所述横槽的横截面积。
[0008]进一步，所述横槽为长方形、正方形、圆形和三角形中至少一种，所述竖槽为长方形、正方形或圆形。
[0009]进一步，当所述横槽为长方形时，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。
[0010]进一步，所述横槽的数量为两个，两个所述横槽分别位于所述脊条的两侧，每个所述横槽对应多个所述竖槽。
[0011]进一步，所述横槽的数量为多个，多个所述横槽分别位于所述脊条的两侧；所述竖槽的数量为多个，每个所述横槽对应一个或多个所述竖槽。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]根据本专利技术的另一方面，提供了一种具有金属夹层钝化层的GaN基激光二极管结构的制造方法，包括以下步骤：
[0015]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；
[0016]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；
[0017]S3、在第一钝化层制作图形化的光刻胶，以所述图形化的光刻胶为掩模，在第一钝化层的部分上表面进行金属镀膜而形成第一金属层；
[0018]S4、去除图形化的光刻胶，在第一钝化层的上表面及第一金属层上生长第二层SiO2而形成第二钝化层，第二钝化层完全覆盖第一金属层，使得第一金属层所在位置作为所述第二钝化层的横槽；
[0019]S5、在第二钝化层制作图形化的光刻胶，以所述图形化的光刻胶为掩模，在第二钝化层的上表面进行蚀刻掉部分第二层SiO2而裸露部分第一金属层，使得被蚀刻掉第二层SiO2的部分形成与所述横槽相通的竖槽；所述竖槽的横截面积小于所述横槽的横截面积；
[0020]S6、去除图形化的光刻胶，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；或者，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，之后去除图形化的光刻胶；
[0021]S7、在第二钝化层制作图形化的光刻胶，以所述图形化的光刻胶为掩模，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作为P电极的第二金属层，在第二金属层制作完成之后，去除图形化的光刻胶；其中，金属镀膜时的部分金属沉积在所述竖槽内使得所述第二金属层具有与所述竖槽相对应的凸起部，P电极与第一金属层形成电性连接。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]本专利技术的具有金属夹层钝化层的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图形化的绝缘材料，双层制作，双层绝缘层中带有图形化的金属夹层，下层形成光学限制，上层可以在部分露出金属夹层和欧姆接触金属上制作厚的金属电极，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，降低封装要求，改善散热性能。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一实施例的具有金属夹层钝化层的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具有金属夹层钝化层的GaN基激光二极管结构的立体示意图；
[0026]图3为本专利技术一实施例的具有金属夹层钝化层的GaN基激光二极管结构中的凹槽分布示意图；
[0027]图中，
[0028]101 N电极；
[0029]102 n型GaN衬底；
[0030]103 N覆盖层；
[0031]104 N波导层；
[0032]105 发光活性层；
[0033]106 P波导层；
[0034]107 P型电子阻挡层；
[0035]108 钝化层；1081第一钝化层；1082第二钝化层；
[0036]10821 竖槽；10822横槽；
[0037]109 P电极；1091凸起部；
[0038]110 P覆盖层；
[0039]111 P接触层；
[0040]112 P接触电极层；
[0041]113 第一金属层。
具体实施方式
[0042]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具有金属夹层钝化层的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。
[0043]参照图1至图3，本专利技术一实施例的具有金属夹层钝化层的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1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有金属夹层钝化层的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(110)和依次叠设在所述P覆盖层(110)上的P接触层(111)、P接触电极层(112)；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，所述凹槽包括相通的竖槽(10821)和横槽(10822)，所述横槽内设置有第一金属层(113)，在所述第二钝化层(1082)的上表面及所述脊条上设置有作为P电极(109)的第二金属层，所述P电极(109)具有与所述竖槽(10821)相对应的凸起部(1091)，所述竖槽(10821)的横截面积小于所述横槽(10822)的横截面积。2.根据权利要求1所述的具有金属夹层钝化层的GaN基激光二极管结构，其特征在于，所述横槽(10822)为长方形、正方形、圆形和三角形中至少一种，所述竖槽(10821)为长方形、正方形或圆形。3.根据权利要求2所述的具有金属夹层钝化层的GaN基激光二极管结构，其特征在于，当所述横槽(10822)为长方形时，在所述脊条的长度方向上，所述横槽(10822)的长度与所述脊条的长度相同。4.根据权利要求3所述的具有金属夹层钝化层的GaN基激光二极管结构，其特征在于，所述横槽(10822)的数量为两个，两个所述横槽(10822)分别位于所述脊条的两侧，每个所述横槽(10822)对应多个所述竖槽。5.根据权利要求1所述的具有金属夹层钝化层的GaN基激光二极管结构，其特征在于，所述横槽(10822)的数量为多个，多个所述横槽(10822)分别位于所述脊条的两侧；所述竖槽(10821)的数量为多个，每个所述横槽(10822)对应一个或多个所述竖槽(10821)。6.根据权利要求1所述的具有金属夹层钝化层的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...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴烈飞，
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：