[發(fā)明專利]一種單方向發(fā)射的電泵浦氮化鎵微激光器及其制備方法

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• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN104009393A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱剛毅;王永進(jìn);李欣;施政
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: H01S5/343
• 分類號: H01S5/343;H01S5/10
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務(wù)所 32241
• 代理人: 劉琦

1.一種單方向發(fā)射的電泵浦氮化鎵微激光器，其特征在于，該器件以硅基氮化物晶片為載體，包括硅襯底層（1）、設(shè)置在所述硅襯底層（1）上表面一側(cè)邊緣的p型氮化鎵平臺、與所述p型氮化鎵平臺連接的p型氮化鎵懸臂梁、與所述p型氮化鎵懸臂梁連接的非對稱薄膜微腔結(jié)構(gòu)，所述非對稱薄膜微腔結(jié)構(gòu)的上表面中心蒸鍍有沉積金屬材料為Au/Ni的p型區(qū)電極（5），所述p型氮化鎵平臺上表面蒸鍍有沉積金屬材料為Au/Ti的n型區(qū)電極（6），所述非對稱薄膜微腔結(jié)構(gòu)下方設(shè)置有貫穿硅襯底層（1）的空腔，使得非對稱薄膜微腔結(jié)構(gòu)和p型氮化鎵懸臂梁完全懸空；

所述非對稱薄膜微腔結(jié)構(gòu)由從下至上依次連接設(shè)置的n型氮化鎵層（2）、量子阱層（3）和p型氮化鎵層（4）構(gòu)成，包括圓形或圓環(huán)形的本體、設(shè)置在所述本體周向外側(cè)的突出錐角，所述突出錐角由本體圓周切線、本體圓周上弧線和本體外的弧線圍成，所述本體外的弧線與本體圓周相交的夾角為銳角。

2.一種制備權(quán)利要求1所述單方向發(fā)射的電泵浦氮化鎵微激光器的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

第一步：在硅基氮化鎵晶片的p型氮化鎵層（4）上表面旋涂光刻膠，然后采用光學(xué)光刻技術(shù)在旋涂的光刻膠層上定義如權(quán)利要求1所述的非對稱薄膜微腔結(jié)構(gòu)；

第二步：采用刻蝕技術(shù)向下刻蝕，直至硅襯底層（1）的上表面，從而將所述第一步中定義出的非對稱薄膜微腔結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移至硅基氮化鎵晶片的n型氮化鎵層（2）、量子阱層（3）和p型氮化鎵層（4）中，最后去除殘余的光刻膠；?

第三步：在p型氮化鎵層（4）上表面旋涂光刻膠，定義出與所述非對稱薄膜微腔結(jié)構(gòu)一側(cè)連接的懸臂梁，同時(shí)定義出位于懸臂梁外側(cè)的用于蒸鍍n型區(qū)電極（6）的區(qū)域；

第四步：采用刻蝕技術(shù)向下刻蝕，直至n型氮化鎵層（2）的上表面，從而將所述第三步中定義的懸臂梁和用于蒸鍍n型區(qū)電極（6）的區(qū)域轉(zhuǎn)移至n型氮化鎵層（2）中，然后在有機(jī)溶劑中去除光刻膠；

第五步：在硅基氮化鎵晶片上表面旋涂光刻膠，采用光學(xué)光刻技術(shù)，在非對稱薄膜微腔結(jié)構(gòu)上表面的中心定義出p型區(qū)透明電極圖形；

采用電子束蒸發(fā)技術(shù)，在p型區(qū)透明電極圖形上表面蒸鍍Au/Ni，然后在有機(jī)溶劑中去除殘余光刻膠，獲得p型區(qū)電極（5）；

第六步：在硅基氮化鎵晶片上表面旋涂光刻膠，采用光學(xué)光刻技術(shù)，在n型氮化鎵層（2）的用于蒸鍍n型區(qū)電極（6）的區(qū)域上定義出n型區(qū)透明電極圖形；?

采用電子束蒸發(fā)技術(shù)，在n型區(qū)透明電極圖形上表面蒸鍍Au/Ti，然后在有機(jī)溶劑中去除殘余光刻膠，獲得n型區(qū)電極（6）；

第七步：采用鍵合技術(shù)，分別在所述?p型區(qū)電極?（5）和n型區(qū)電極（6）表面鍵合引線；

第八步：在硅基氮化鎵晶片上下表面分別旋涂光刻膠，然后采用光學(xué)光刻技術(shù)在硅襯底層（1）下表面的光刻膠層中定義出空腔區(qū)域的刻蝕窗口；

采用深硅刻蝕技術(shù)，通過所述刻蝕窗口從下往上刻蝕硅襯底層（1），直至n型氮化鎵層（2）的下表面，在硅襯底層（1）中形成一個(gè)空腔，使非對稱薄膜微腔結(jié)構(gòu)和懸臂梁懸空。