基于氮化硅光子晶体的氮化镓面发射激光器及制备方法与流程

技术特征：
1.基于氮化硅光子晶体的氮化镓面发射激光器，其特征在于，包括光子晶体衬底层；n-gan层，位于氮化硅光子晶体衬底层之上；有源层，位于n-gan层之上，；p-gan层，位于有源层之上；p-algan层，位于p-gan层之上；重掺杂p-gan层，位于p-algan层之上；n-电极，设置于n-gan层的表面；p-电极，设置于重掺杂p-gan层的表面。2.根据权利要求1所述的基于氮化硅光子晶体的氮化镓面发射激光器，其特征在于，所述光子晶体衬底层采用氮化硅光子晶体衬底层，包括：衬底和氮化硅，所述衬底上生长氮化硅并进行刻蚀形成周期性孔洞的光子晶体结构。3.根据权利要求1所述的基于氮化硅光子晶体的氮化镓面发射激光器，其特征在于，所述的光子晶体衬底层的晶格类型为正方晶格或三角晶格或蜂窝型晶格，周期为100~250 nm，孔半径为10~100 nm。4.根据权利要求1所述的基于氮化硅光子晶体的氮化镓面发射激光器，其特征在于，所述有源层为ingan/gan成对组成的多层量子阱层。5.根据权利要求1所述的基于氮化硅光子晶体的氮化镓面发射激光器，其特征在于，所述n-gan层厚度为20~300 nm，p-gan层厚度为20~300 nm。6.根据权利要求1所述的基于氮化硅光子晶体的氮化镓面发射激光器，其特征在于，p-algan层厚度为10~100 nm，其中al含量为10%~20%。7.根据权利要求1所述的基于氮化硅光子晶体的氮化镓面发射激光器，其特征在于，重掺杂p-gan层厚度为10~100 nm。8.根据权利要求1~7任一项所述的基于氮化硅光子晶体的氮化镓面发射激光器的制备方法，起始晶片为蓝宝石基或硅基氮化镓有源晶片，其特征在于，包括以下步骤：步骤（1）：采用光刻及lift-off工艺在起始晶片的重掺杂p-gan层表面设定区域进行p电极的制备；步骤（2）：采用光刻及
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刻蚀工艺，由上到下将设定区域刻蚀至n-gan层；步骤（3）：采用光刻及lift-off工艺在n-gan层表面设定区域进行n电极的制备;步骤（4）：在顶层灌注或旋涂pdms，固化；步骤（5）：采用激光剥离或干法或湿法刻蚀，从背面去除蓝宝石基氮化镓的蓝宝石衬底或硅基氮化镓的硅衬底；步骤（6）：采用
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刻蚀工艺，从背面继续刻蚀
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化合物，控制n-gan层至设定的厚度，形成pdms基gan薄膜；步骤（7）：在氮化硅表面进行电子束光刻，形成光子晶体掩膜结构，进行干法或湿法刻蚀氮化硅，形成光子晶体结构，并去除电子束光刻的电子束胶；步骤（8）：将上述已制作好的pdms基gan薄膜转移到氮化硅光子晶体表面，实现氮化硅光子晶体和氮化镓有源薄膜集成，最后去除pdms。

技术总结
本发明提供一种基于氮化硅光子晶体的氮化镓面发射激光器及制备方法，结构包括氮化硅光子晶体衬底层、n-GaN层、n-电极、InGaN/GaN成对组成的量子阱有源层、p-GaN层、p-AlGaN层、p-GaN重掺杂层和p-电极。本发明工艺上利用了薄膜转移工艺形成了让具有低损耗谐振的氮化硅的光子晶体层跟GaN的有源薄膜腔相结合的结构，从而实现创新性性能的蓝光波段的激光器。基于氮化硅材料的光子晶体，其生长制备更加简便，并且实现了高Q值，低损耗，同时其与氮化镓薄膜的结合能实现在光子晶体层和有源层光场的高效耦合，有利于高性能激光器的实现。有利于高性能激光器的实现。有利于高性能激光器的实现。


技术研发人员：刘启发 周扬
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：2021.10.22
技术公布日：2022/2/24