[發明專利]一種氮化鎵基諧振腔發光二極管及其制備方法

有效

• 申請號: 202110692043.0
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113451464B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 張保平;徐歡;梅洋;楊帥;應磊瑩;侯想;羅榮煌;盧文瑞;陳鋒;鐘夢潔;劉熠新
• 申請（專利權）人: 廈門大學;福建中晶科技有限公司
• 主分類號: H01L33/10
• 分類號: H01L33/10;H01L33/46
• 代理公司: 廈門原創專利事務所(普通合伙) 35101
• 代理人: 吳廷正

1.一種氮化鎵基諧振腔發光二極管，其特征在于，其包括依序層疊設置的支撐基板、高對比度光柵、有源區、N型層，所述N型層遠離有源區的端面上還設置有第一反射鏡和N電極；

其中，所述高對比度光柵由P型層和透明導電層組成，所述P型層的一端面與有源區貼合，P型層的另一端面上經刻蝕形成非平整的光柵結構，所述透明導電層設置在P型層的光柵結構間隙和表面；

另外，所述P型層為圖形化刻蝕形成的光柵結構，且所述高對比度光柵用于充當第二反射鏡以提供光學限制；

P型層的折射率大于透明導電層。

2.如權利要求1所述的氮化鎵基諧振腔發光二極管，其特征在于，所述P型層圖形化刻蝕形成的光柵結構的橫截面為條狀、網狀或柱狀。

3.如權利要求1所述的氮化鎵基諧振腔發光二極管，其特征在于，所述透明導電層與P型層之間的接觸為歐姆接觸。

4.如權利要求1所述的氮化鎵基諧振腔發光二極管，其特征在于，所述支撐基板為硬質材料成型。

5.如權利要求1至4之一所述的氮化鎵基諧振腔發光二極管，其特征在于，所述第一反射鏡為介質膜DBR或金屬鏡或高對比度光柵結構，所述第一反射鏡的反射率小于高對比度光柵的反射率。

6.如權利要求5所述的氮化鎵基諧振腔發光二極管，其特征在于，所述支撐基板為金屬或陶瓷材料成型，所述N電極為Cr、Au、Ni或Ti材料成型。

7.一種氮化鎵基諧振腔發光二極管的制備方法，其特征在于，其包括如下步驟：

S1，在原始襯底上生長pin結構的半導體外延層，其中，所述半導體外延層包括依序層疊在原始襯底上的N型層、有源區和P型層；

S2，在半導體外延層外表面刻蝕p-GaN以供形成高對比度光柵結構，制得坯體A；

S3，在坯體A上表面沉積透明導電層，制得坯體B，其中，透明導電層與P型層構成高對比度光柵，所述高對比度光柵用于提供光學限制，所述P型層的折射率大于透明導電層；

S4，在坯體B上表面制備支撐基板，制得坯體C；

S5，將坯體C倒置，然后去除原始襯底，使半導體外延層遠離支撐基板的端面外露；

S6，在半導體外延層遠離支撐基板的端面上制備N電極；

S7，在半導體外延層遠離支撐基板的端面上制備第一反射鏡，完成器件制作。

8.如權利要求7所述的氮化鎵基諧振腔發光二極管的制備方法，其特征在于，步驟S1為采用MOCVD或者MBE方式生長pin結構的半導體外延層；

所述支撐基板為金屬或陶瓷材料成型，其通過電鍍、沉積或者金屬鍵合的方式進行制備獲得。

9.一種垂直腔面發射激光器，其特征在于，其包括權利要求1至6之一所述的氮化鎵基諧振腔發光二極管。