[發明專利]一種脊形半導體激光二極管的制備方法

在審

• 申請號: 201810678555.X
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108832483A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 張雨;于軍;張新;朱振
• 申請（專利權）人: 濰坊華光光電子有限公司
• 主分類號: H01S5/22
• 分類號: H01S5/22
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊樹云

一種脊形半導體激光二極管的制備方法，包括：(1)制備GaN LD外延片(2)利用掩膜、光刻工藝在所述GaN LD外延片的表面制備脊形結構，所述脊形結構的底邊被光刻至所述P型波導層(3)向所述GaN LD外延片的表面采用離子注入方法形成絕緣層(4)蒸鍍P型歐姆接觸電極(5)制備P型層加厚電極；(6)蒸鍍N型歐姆接觸電極(7)將上述激光器解理、鍍膜、切割后形成單個激光器的管芯。本發明在所述未設置脊形結構的P型波導層上、在所述脊形結構的側壁上以及脊形結構的兩端均設置有由離子注入方法制備的絕緣層，從而得到最小脊條寬度為1μm的激光器，易實現單模，熱穩定性好，且不需要剝離，工藝簡單。

技術領域

本發明涉及一種脊形半導體激光二極管的制備方法，屬于光電子加工的技術領域。

背景技術

隨著半導體光電子器件的迅速發展，氮化鎵半導體激光器應運而生。作為第三代半導體，氮化鎵(GaN)及其系列材料以其禁帶寬度大、光譜范圍寬(覆蓋了從紫外到紅外的全波段)、耐高溫性和耐腐蝕性好，在光電子學和微電子學領域具有巨大的應用價值。氮化鎵激光器，尤其是藍紫光波段，相對于紅光及紅外激光器來說，能夠提供更小的光斑尺寸和更大的聚焦深度，從而在更高分辨、更快速度的激光打印以及大密度存儲系統中有著廣泛的應用。另外，藍光激光器結合現在已有的紅光、綠光激光器，在投影顯示及全色打印領域中，具有很廣的前景。

現有的氮化鎵基激光器管芯的制作方法是：利用刻蝕的方法形成激光器的脊型結構，接著利用套刻或者自對準的方法在脊型以外的區域制作絕緣層，然后形成P、N電極，最后通過解理、腔面鍍膜后得到激光器管芯。

然而，通過套刻工藝得到的脊型激光器脊條較寬，不容易實現單模，且熱穩定性差。自對準工藝雖然可以獲得較窄的條寬，但是存在剝離困難，易漏電等問題。

PCT國際專利申請WO2005093919A1公開了一種氮化物半導體激光元件的容量被顯著降低和高速的響應可以滿足要求。在所述氮化物半導體激光元件，一主平面上的一基板(101)，一個n-型半導體層，一個激活層(205)和一個P-型半導體層，其是由氮化物的所有的，被層疊，和一個條狀脊部(2)是所述P-型半導體層上形成。一周邊區域中的半導體pn結分離從所述脊部分是通過離子注入破壞，以形成一個絕緣區(1)用于降低所述元件的容量。

中國專利文獻CN103855011A公開了一種FinFET及其制造方法。制造FinFET的方法包括：圖案化半導體襯底以形成脊狀物；進行離子注入，使得在脊狀物中形成摻雜穿通阻止層，并且半導體襯底位于摻雜穿通阻止層上方的部分形成半導體鰭片；形成與半導體鰭片相交的柵堆疊，該柵堆疊包括柵極電介質和柵極導體，并且柵電介質將柵極導體和半導體鰭片隔開；形成圍繞柵極導體的柵極側墻；以及在半導體鰭片位于柵堆疊兩側的部分中形成源區和漏區。摻雜穿通阻止層將半導體鰭片和半導體襯底隔開，從而可以斷開源區和漏區之間經由半導體襯底的漏電流路徑。

上述專利文獻僅僅是在脊型以外區域進行離子注入，在兩腔面存在電流注入，熱穩定性差。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種脊形半導體激光二極管的制備方法。

本發明還提供一種利用上述制備方法制備的二極管。

本發明的技術方案如下：

一種脊形半導體激光二極管的制備方法，包括：

(1)制備GaN LD外延片，所述GaN LD外延片包括在襯底上依次設置的N型GaN歐姆接觸層、N型AlGaN光限制層、N型波導層、有源區、P型波導層、P型AlGaN光限制層和P型GaN歐姆接觸層；

(2)利用掩膜、光刻工藝在所述GaN LD外延片的表面制備脊形結構，所述脊形結構的底邊被光刻至所述P型波導層；所述光刻采用ICP設備；