[发明专利]一种GaN基的激光二极管结构及制造方法

说明书

本发明提供一种GaN基的激光二极管结构及制造方法，包括依次层叠设置的N电极、n型GaN衬底、N覆盖层、N波导层、发光活性层、P波导层、电子阻挡层和钝化层；P型电子阻挡层上表面设有脊条，脊条包括P覆盖层和依次叠设在P覆盖层上的P接触层、P接触电极层；钝化层包括层叠设置的第一钝化层和第二钝化层，第一钝化层设置在P型电子阻挡层的上表面，位于脊条的两侧，第二钝化层上开设有凹槽，在第二钝化层上表面和脊条上设有第一金属层，第一金属层具有与凹槽相对应的凸起部，在第一金属层上表面还设有P电极。其降低了电极结构的应力，提高了金属电极与钝化层的附着力，可以形成厚的金属电极，降低封装要求，提高散热性能，扩大应用。

技术领域

本发明涉及GaN基的激光二极管技术领域，尤其涉及一种GaN基的激光二极管结构及制造方法。

背景技术

边发射的激光二极管，为了形成良好的脊波导结构，在脊的侧面覆盖光学绝缘层SiO₂，可以形成光学限制，让电流从脊上注入形成高电流密度，达到激光阈值；因为脊的接触面积很小，金属电极与SiO₂的附着性差，厚金属电极应力大，容易掉；所以大功率激光二极管的金属电极都是采用薄结构，间接造成封装很多问题，比如散热不好等。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提供一种GaN基的激光二极管结构，降低了电极结构的应力，提高了金属电极与钝化层的附着力。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种GaN基的激光二极管结构，包括N电极、n型GaN衬底、N波导层、发光活性层、P波导层、电子阻挡层和钝化层；

所述n型GaN衬底、N覆盖层、N波导层、发光活性层、P波导层、P型电子阻挡层依次层叠设置在所述N电极上，所述P型电子阻挡层的上部表面凸出设置有脊条，所述脊条具有顶面和侧面；所述脊条包括P覆盖层和依次叠设在所述P覆盖层上的P接触层、P接触电极层；

所述钝化层包括第一钝化层和第二钝化层，所述第一钝化层和第二钝化层均为SiO₂层，所述第一钝化层设置在所述P型电子阻挡层的上表面，位于所述脊条的两侧，所述第二钝化层置于所述第一钝化层的上表面，所述第二钝化层上开设有凹槽，所述凹槽为圆形槽、正方形槽、长方形槽和纵截面为正梯形的凹槽中的至少一种，在所述第二钝化层的上表面和所述脊条上设置有第一金属层，所述第一金属层具有与所述凹槽相对应的凸起部，在所述第一金属层的上表面还设置有作为P电极的第二金属层。

进一步，所述凹槽的数量为多个，多个所述凹槽分别位于所述脊条的两侧。

进一步，当所述凹槽为长方形槽和纵截面为正梯形的凹槽中的至少一种时，在所述脊条的长度方向上，所述凹槽的长度与所述脊条的长度相同。

进一步，所述凹槽的数量为两个，两个所述凹槽分别位于所述脊条的两侧。

进一步，所述第二钝化层的厚度小于或等于所述第一钝化层的厚度。

进一步，所述第一钝化层的厚度与所述第二钝化层的厚度之和大于或等于所述P接触层的厚度与所述P接触电极层的厚度之和。

进一步，所述P电极的厚度大于所述第一金属层的厚度。

根据本发明的另一方面，提供了一种GaN基的激光二极管结构的制造方法，该方法包括以下步骤：

S1、在P接触层上制作图形化的光刻胶，以所述图形化的光刻胶为掩模，对依次层叠设置在P型电子阻挡层上的P覆盖层和P接触层进行蚀刻形成脊条，所述脊条凸出于P型电子阻挡层的上部表面，所述脊条具有顶面和侧面；

S2、去除图形化的光刻胶，在P型电子阻挡层的上表面生长第一层SiO₂而形成第一钝化层，第一钝化层位于所述脊条的两侧；