[發明專利]具有金屬夾層鈍化層的GaN基激光二極管結構及制造方法

在審

• 申請號: 202210175016.0
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114552387A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 吳烈飛
• 申請（專利權）人: 安徽格恩半導體有限公司
• 主分類號: H01S5/20
• 分類號: H01S5/20;H01S5/028;H01S5/32;H01S5/323
• 代理公司: 北京文慧專利代理事務所(特殊普通合伙) 11955
• 代理人: 戴麗偉

1.一種具有金屬夾層鈍化層的GaN基激光二極管結構，其特征在于，包括N電極(101)、n型GaN襯底(102)、N覆蓋層(103)、N波導層(104)、發光活性層(105)、P波導層(106)、P型電子阻擋層(107)和鈍化層(108)；

所述n型GaN襯底(102)、N覆蓋層(103)、N波導層(104)、發光活性層(105)、P波導層(106)、P型電子阻擋層(107)依次層疊設置在所述N電極(101)上，所述P型電子阻擋層(107)的上表面凸出設置有脊條，所述脊條具有頂面和側面，所述脊條包括P覆蓋層(110)和依次疊設在所述P覆蓋層(110)上的P接觸層(111)、P接觸電極層(112)；

所述鈍化層(108)包括第一鈍化層(1081)和第二鈍化層(1082)，所述第一鈍化層(1081)和第二鈍化層(1082)均為SiO₂層，所述第一鈍化層(1081)設置在所述P型電子阻擋層(107)的上表面，位于所述脊條的兩側，所述第二鈍化層(1082)置于所述第一鈍化層(1081)的上表面；

所述第二鈍化層(1082)上開設有凹槽，所述凹槽包括相通的豎槽(10821)和橫槽(10822)，所述橫槽內設置有第一金屬層(113)，在所述第二鈍化層(1082)的上表面及所述脊條上設置有作為P電極(109)的第二金屬層，所述P電極(109)具有與所述豎槽(10821)相對應的凸起部(1091)，所述豎槽(10821)的橫截面積小于所述橫槽(10822)的橫截面積。

2.根據權利要求1所述的具有金屬夾層鈍化層的GaN基激光二極管結構，其特征在于，所述橫槽(10822)為長方形、正方形、圓形和三角形中至少一種，所述豎槽(10821)為長方形、正方形或圓形。

3.根據權利要求2所述的具有金屬夾層鈍化層的GaN基激光二極管結構，其特征在于，當所述橫槽(10822)為長方形時，在所述脊條的長度方向上，所述橫槽(10822)的長度與所述脊條的長度相同。

4.根據權利要求3所述的具有金屬夾層鈍化層的GaN基激光二極管結構，其特征在于，所述橫槽(10822)的數量為兩個，兩個所述橫槽(10822)分別位于所述脊條的兩側，每個所述橫槽(10822)對應多個所述豎槽。

5.根據權利要求1所述的具有金屬夾層鈍化層的GaN基激光二極管結構，其特征在于，所述橫槽(10822)的數量為多個，多個所述橫槽(10822)分別位于所述脊條的兩側；所述豎槽(10821)的數量為多個，每個所述橫槽(10822)對應一個或多個所述豎槽(10821)。

6.根據權利要求1所述的具有金屬夾層鈍化層的GaN基激光二極管結構，其特征在于，所述第二鈍化層(1082)的厚度小于或等于所述第一鈍化層(1081)的厚度。

7.根據權利要求1所述的具有金屬夾層鈍化層的GaN基激光二極管結構，其特征在于，所述第一鈍化層(1081)的厚度與所述第二鈍化層(1082)的厚度之和大于或等于所述P覆蓋層(110)的厚度與所述P接觸層(111)的厚度之和。

8.一種如權利要求1-7任一項所述具有金屬夾層鈍化層的GaN基激光二極管結構的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、在P接觸層(111)上制作圖形化的光刻膠，以所述圖形化的光刻膠為掩模，對依次層疊設置在P型電子阻擋層(107)上的P覆蓋層(110)和P接觸層(111)進行蝕刻形成脊條，所述脊條凸出于P型電子阻擋層(107)的上部表面，所述脊條具有頂面和側面；

S2、去除圖形化的光刻膠，在P型電子阻擋層(107)的上表面生長第一層SiO₂而形成第一鈍化層(1081)，第一鈍化層(1081)位于所述脊條的兩側；

S3、在第一鈍化層(1081)制作圖形化的光刻膠，以所述圖形化的光刻膠為掩模，在第一鈍化層(1081)的部分上表面進行金屬鍍膜而形成第一金屬層(113)；

S4、去除圖形化的光刻膠，在第一鈍化層(1081)的上表面及第一金屬層(113)上生長第二層SiO₂而形成第二鈍化層(1082)，第二鈍化層(1082)完全覆蓋第一金屬層(113)，使得第一金屬層(113)所在位置作為所述第二鈍化層(1082)的橫槽(10822)；

S5、在第二鈍化層(1082)制作圖形化的光刻膠，以所述圖形化的光刻膠為掩模，在第二鈍化層(1082)的上表面進行蝕刻掉部分第二層SiO₂而裸露部分第一金屬層(113)，使得被蝕刻掉第二層SiO₂的部分形成與所述橫槽(10822)相通的豎槽(10821)；所述豎槽(10821)的橫截面積小于所述橫槽(10822)的橫截面積；

S6、去除圖形化的光刻膠，在P接觸層(111)的上表面進行金屬鍍膜而形成P接觸電極層(112)，使得所述脊條還具有P接觸電極層(112)；或者，在P接觸層(111)的上表面進行金屬鍍膜而形成P接觸電極層(112)，使得所述脊條還具有P接觸電極層(112)，之后去除圖形化的光刻膠；

S7、在第二鈍化層(1082)制作圖形化的光刻膠，以所述圖形化的光刻膠為掩模，在第二鈍化層(1082)的上表面和所述脊條上進行金屬鍍膜而形成作為P電極(109)的第二金屬層，在第二金屬層制作完成之后，去除圖形化的光刻膠；其中，金屬鍍膜時的部分金屬沉積在所述豎槽(10821)內使得所述第二金屬層具有與所述豎槽(10821)相對應的凸起部(1091)，P電極(109)與第一金屬層(113)形成電性連接。