【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，具体涉及一种半导体发光结构及其制备方法。
技术介绍
1、半导体激光器(ld)和超辐射发光二极管(sled)由于具有体积小、发光效率高、节能环保、可靠性好、寿命长等优势，在显示、投影、照明、工业加工等诸多领域具有广泛的应用前景。为了实现受激辐射，半导体激光器和超辐射管须具有波导结构，来对输入的载流子和产生的光场分布进行限制，以形成增益。目前通常的做法是采用脊型波导结构，在芯片制备过程中将激光器外延层中p型层的一部分刻蚀掉，形成脊形区。脊形区的上表面设有电极层，脊形区两侧设有绝缘层。激光器工作时，载流子(空穴)从脊形区上方的电极层注入，两侧的载流子被绝缘层阻挡，从而形成对注入载流子的空间限制。另一方面，脊形区两侧的区域被刻蚀掉，折射率跟脊形区正下方的材料不一样，形成了折射率波导结构，对产生的光场进行限制。
2、在芯片流片过程中，需要先通过光刻工艺形成脊型图案，然后利用刻蚀工艺去除脊形区两侧的半导体层部分，然后在脊形区两侧沉积绝缘层，接着沉积电极层。导致制备工艺较复杂，制备过程中容易造成刻蚀损伤以及刻蚀过深，导致漏电。
技术实现思路
1、本申请提供一种半导体发光结构及其制备方法，以解决现有技术中制备工艺较复杂以及漏电的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种半导体发光结构，包括：衬底层；位于所述衬底层上的第一半导体层；位于第一半导体层背离所述衬底层一侧的有源层；位于所述有源层背离所述衬底层一侧的第二半导体层，所述第二半导体层中具有
3、可选的，所述氢扩散阻挡层的材料为二氧化硅、氧化铬、氧化钇、氧化铒、氧化锆、碳化钛、氮化钛、氮化硅和氮化铝中的一种或多种的组合。
4、可选的，所述氢扩散阻挡层包括氢扩散阻挡界面层和主氢扩散阻挡层，所述主氢扩散阻挡层位于氢扩散阻挡界面层背离第二半导体层的一侧表面。
5、可选的，所述氢扩散阻挡界面层的材料为铝，所述主氢扩散阻挡层的材料为氧化铝；或者，所述氢扩散阻挡界面层的材料为c，所述主氢扩散阻挡层的材料为sic。
6、可选的，所述氢扩散阻挡层的厚度为100nm～20000nm。
7、可选的，所述氢扩散阻挡层的厚度为100nm～10000nm。
8、可选的，在400℃～650℃温度范围内，所述氢扩散阻挡层的氢渗透阻挡因子＞100。
9、可选的，在400℃～650℃温度范围内，所述氢扩散阻挡层的氢渗透阻挡因子＞200。
10、可选的，所述第一区域的电阻率高于所述第二区域的电阻率。
11、可选的，所述第一区域的电阻率比所述第二区域的电阻率高1个数量级以上。
12、可选的，所述第一区域中的氢浓度为所述第二区域中的氢浓度的10倍～1000倍。
13、可选的，第一区域中的氢浓度大于或等于1*1018atoms/cm3且小于或等于1*1021atoms/cm3，所述第二区域中的氢浓度大于或等于1*1016atoms/cm3且小于或等于5*1018atoms/cm3。
14、可选的，所述第二半导体层包括上波导层、上限制层和接触层，所述上限制层位于所述上波导层背离所述衬底层的一侧，所述接触层位于所述上限制层背离所述衬底层的一侧，所述上限制层和所述接触层中掺杂有受主掺杂离子，所述接触层中的受主掺杂离子的浓度大于所述上限制层中的受主掺杂离子的浓度；第一区域包括位于氢扩散阻挡层底部的上限制层和接触层。
15、可选的，所述第二半导体层还包括：第一载流子阻挡层，位于所述上波导层和所述上限制层之间，所述第一载流子阻挡层中具有受主掺杂离子；第一区域还包括位于氢扩散阻挡层底部的第一载流子阻挡层。
16、可选的，第一载流子阻挡层中的受主掺杂离子的浓度大于所述上限制层中的受主掺杂离子的浓度且小于所述接触层中的受主掺杂离子的浓度。
17、可选的，上限制层的材料为具有受主掺杂离子的alx1ga1-x1n，接触层的材料为具有受主掺杂离子的gan，上波导层的材料为inx2ga1-x2n；
18、可选的，第一载流子阻挡层的材料为具有受主掺杂离子的alx3ga1-x3n。
19、可选的，所述第一半导体层包括：下限制层和下波导层，所述下波导层位于所述下限制层和所述有源层之间。
20、可选的，所述下波导层包括第一下波导层和第二下波导层，所述第二下波导层位于所述第一下波导层和所述有源层之间，所述第二下波导层的折射率大于所述第一下波导层的折射率。
21、可选的，所述第一下波导层的材料为n型的gan，所述第二下波导层的材料为n型inx4ga1-x4n。
22、可选的，所述受主掺杂离子包括mg离子。
23、可选的，所述开口区为长条状，所述开口区的长度方向平行于腔长方向。
24、可选的，还包括：位于所述第二半导体层背离所述衬底层一侧且覆盖所述氢扩散阻挡层的第二电极层。
25、可选的，所述氢扩散阻挡层的电阻率大于所述第二电极层的电阻率。
26、本专利技术还提供一种半导体发光结构的制备方法，包括：提供衬底层；在所述衬底层上形成第一半导体层；在所述第一半导体层背离所述衬底层的一侧形成有源层；在所述有源层背离所述衬底层的一侧形成第二半导体层，所述第二半导体层中具有受主掺杂离子；在所述第二半导体层背离所述衬底层一侧形成氢扩散阻挡层，所述氢扩散阻挡层中具有开口区；形成所述氢扩散阻挡层之后，进行退火处理，使第二半导体层中位于氢扩散阻挡层底部的第一区域的氢含量大于第二半导体层中位于开口区底部的第二区域的氢含量。
27、可选的，所述退火处理的参数包括：退火时间为10s～120min,退火温度为300℃～800℃。
28、可选的，形成所述第二半导体层的步骤包括：在所述有源层背离所述衬底层的一侧形成上波导层；在所述上波导层背离所述衬底层的一侧形成上限制层；在所述上限制层背离所述衬底层的一侧形成接触层，所述上限制层和所述接触层中掺杂有受主掺杂离子，所述接触层中的受主掺杂离子的浓度大于所述上限制层中的受主掺杂离子的浓度；第一区域包括位于氢扩散阻挡层底部的上限制层和接触层。
29、可选的，形成所述第二半导体层的步骤还包括：在形成所述上限制层之前，在所述上波导层背离所述衬底层的一侧形成第一载流子阻挡层；所述第一载流子阻挡层中具有受主掺杂离子，第一载流子阻挡层中的受主掺杂离子的浓度大于所述上限制层中的受主掺杂离子的浓度且小于所述接触层中的受主掺杂离子的浓度；第一区域还包括位于氢扩散阻挡层底部的第一载流子阻挡层。
30、可选的，还包括：在所述第二半导体层背离所述衬底层一侧形成覆盖所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半导体发光结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，所述氢扩散阻挡层的材料为二氧化硅、氧化铬、氧化钇、氧化铒、氧化锆、碳化钛、氮化钛、氮化硅和氮化铝中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，所述氢扩散阻挡层包括氢扩散阻挡界面层和主氢扩散阻挡层，所述主氢扩散阻挡层位于氢扩散阻挡界面层背离第二半导体层的一侧表面；
4.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，所述氢扩散阻挡层的厚度为100nm～20000nm；
5.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，在400℃～650℃温度范围内，所述氢扩散阻挡层的氢渗透阻挡因子＞100；
6.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，所述第一区域的电阻率高于所述第二区域的电阻率；
7.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，所述第一区域中的氢浓度为所述第二区域中的氢浓度的10倍～1000倍；
8.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，所述第二半导
9.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，所述第一半导体层包括：下限制层和下波导层，所述下波导层位于所述下限制层和所述有源层之间；
10.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，所述受主掺杂离子包括Mg离子。
11.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，所述开口区为长条状，所述开口区的长度方向平行于腔长方向。
12.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，还包括：位于所述第二半导体层背离所述衬底层一侧且覆盖所述氢扩散阻挡层的第二电极层；
13.一种半导体发光结构的制备方法，其特征在于，包括：
14.根据权利要求13所述的半导体发光结构的制备方法，其特征在于，所述退火处理的参数包括：退火时间为10s～120min,退火温度为300℃～800℃。
15.根据权利要求13所述的半导体发光结构的制备方法，其特征在于，形成所述第二半导体层的步骤包括：在所述有源层背离所述衬底层的一侧形成上波导层；在所述上波导层背离所述衬底层的一侧形成上限制层；在所述上限制层背离所述衬底层的一侧形成接触层，所述上限制层和所述接触层中掺杂有受主掺杂离子，所述接触层中的受主掺杂离子的浓度大于所述上限制层中的受主掺杂离子的浓度；
16.根据权利要求15所述的半导体发光结构的制备方法，其特征在于，形成所述第二半导体层的步骤还包括：在形成所述上限制层之前，在所述上波导层背离所述衬底层的一侧形成第一载流子阻挡层；所述第一载流子阻挡层中具有受主掺杂离子，第一载流子阻挡层中的受主掺杂离子的浓度大于所述上限制层中的受主掺杂离子的浓度且小于所述接触层中的受主掺杂离子的浓度；
17.根据权利要求13所述的半导体发光结构的制备方法，其特征在于，还包括：在所述第二半导体层背离所述衬底层一侧形成覆盖所述氢扩散阻挡层的第二电极层。
...【技术特征摘要】
1.一种半导体发光结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，所述氢扩散阻挡层的材料为二氧化硅、氧化铬、氧化钇、氧化铒、氧化锆、碳化钛、氮化钛、氮化硅和氮化铝中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，所述氢扩散阻挡层包括氢扩散阻挡界面层和主氢扩散阻挡层，所述主氢扩散阻挡层位于氢扩散阻挡界面层背离第二半导体层的一侧表面；
4.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，所述氢扩散阻挡层的厚度为100nm～20000nm；
5.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，在400℃～650℃温度范围内，所述氢扩散阻挡层的氢渗透阻挡因子＞100；
6.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，所述第一区域的电阻率高于所述第二区域的电阻率；
7.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，所述第一区域中的氢浓度为所述第二区域中的氢浓度的10倍～1000倍；
8.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，所述第二半导体层包括上波导层、上限制层和接触层，所述上限制层位于所述上波导层背离所述衬底层的一侧，所述接触层位于所述上限制层背离所述衬底层的一侧，所述上限制层和所述接触层中掺杂有受主掺杂离子，所述接触层中的受主掺杂离子的浓度大于所述上限制层中的受主掺杂离子的浓度；第一区域包括位于氢扩散阻挡层底部的上限制层和接触层；
9.根据权利要求1所述的半导体发光结构，其特征在于，所述第一半导体层包括：下限制层和下波导层，所述下波导层位于所述下限制层和所述有源层之间；
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【专利技术属性】
技术研发人员：李增成，吴思，胡磊，刘治，
申请(专利权)人：苏州镓锐芯光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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