1.一种集成谐振光栅微腔的悬空GaN薄膜激光器,其特征在于,该器件以硅衬底GaN基InGaN/GaN多量子阱晶元为载体,包括从下至上依次连接设置的硅衬底层(1)、外延缓冲层(2)、n-GaN层(3)、p-n结量子阱器件、位于所述n-GaN层(3)下方并贯穿硅衬底层(1)、外延缓冲层(2)的空腔、设置在所述空腔中并位于n-GaN层(3)底面的分布式布拉格光栅(9),所述空腔使得p-n结量子阱器件悬空,n-GaN层(3)上设置p-n结量子阱器件的区域与n-GaN层(3)的边缘之间设置有隔离槽(10),并通过隔离槽(10)中设置的n-GaN臂(4)将该区域与n-GaN层(3)的边缘连接,在所述n-GaN层(3)上表面有刻蚀出的阶梯状台面,所述阶梯状台面包括下台面和位于下台面上的上台面,所述p-n结量子阱器件包括设置在下台面上的n-电极(5)、从下至上依次连接设置在上台面上的InGaN/GaN多量子阱(6)、p-GaN层(7)、p-电极(8)、贯穿所述p-GaN层(7)、InGaN/GaN多量子阱(6)至n-GaN层(3)的光栅微腔(11),所述p-电极(8)包括位于p-n结量子阱器件中心圆环形的带电区、位于所述带电区一侧的引线区、连接所述带电区和引线区的导电区,所述n-电极(5)包括带缺口的圆环状的带电区和设置在所述带电区外侧并与之连接的引线区。
2.根据权利要求1所述的集成谐振光栅微腔的悬空GaN薄膜激光器,其特征在于,所述光栅微腔(11)是采用ICP刻蚀在p-GaN层(7)、InGaN/GaN多量子阱(6)和n-GaN层(3)中刻蚀出来的。
3.根据权利要求1所述的集成谐振光栅微腔的悬空GaN薄膜激光器,其特征在于,所述分布式布拉格光栅(9)蒸镀在n-GaN层(3)底面,分布式布拉格光栅(9)与光栅微腔(11)形成谐振光栅,构成激光器的谐振条件。
4.根据权利要求1、2或3所述的集成谐振光栅微腔的悬空GaN薄膜激光器,其特征在于,所述光栅微腔(11)为圆形光栅结构或条形光栅结构。
5.一种制备权利要求1、2、3或4所述集成谐振光栅微腔的悬空GaN薄膜激光器的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤(1)对硅衬底GaN基InGaN/GaN多量子阱晶元的硅衬底层(1)进行清洁后减薄抛光处理;
步骤(2)在硅衬底GaN基InGaN/GaN多量子阱晶元上表面均匀涂上一层光刻胶,采用曝光技术在光刻胶层上定义出n-GaN台阶区域,所述n-GaN台阶区域包括下台面和上台面;
步骤(3)采用反应离子束刻蚀n-GaN台阶区域,得到阶梯状台面;
步骤(4)在硅衬底GaN基InGaN/GaN多量子阱晶元上表面均匀涂上一层光刻胶,光刻定义出位于上台面的p-n结量子阱器件的p-电极窗口区域、位于下台面的p-n结量子阱器件的n-电极窗口区域,然后在所述p-电极窗口区域与n-电极窗口区域分别蒸镀Ni/Au,去除残余光刻胶后,实现p-电极(8)与n-电极(5),在氮气氛围中退火,形成欧姆接触;
步骤(5)在硅衬底GaN基InGaN/GaN多量子阱晶元上表面均匀涂上一层光刻胶,采用曝光技术在光刻胶层上定义出隔离槽区域;
步骤(6)去除隔离槽区域以外的光刻胶,采用反应离子束刻蚀n-GaN隔离槽区域,得到有支撑结构的隔离槽;
步骤(7)在硅衬底GaN基InGaN/GaN多量子阱晶元顶层涂胶保护,防止刻蚀过程中损伤表面器件,在硅衬底GaN基InGaN/GaN多量子阱晶元的硅衬底层(1)下表面旋涂一层光刻胶层,利用背后对准技术,定义出一个对准并覆盖p-n结量子阱器件悬空部分的背后刻蚀窗口;
步骤(8)将外延缓冲层(2)作为刻蚀阻挡层,利用背后深硅刻蚀技术,通过背后刻蚀窗口将所述硅衬底层(1)贯穿刻蚀至外延缓冲层(2)的下表面;
步骤(9)采用氮化物背后减薄刻蚀技术,从下往上对外延缓冲层(2)和n-GaN层(3)进行氮化物减薄处理,形成空腔和位于所述空腔上方的n-GaN层(3)的悬空薄膜;
步骤(10)在空腔上方的悬空薄膜底部刻蚀得到光栅微腔(11);
步骤(11)采用电子组蒸镀技术在硅衬底GaN基InGaN/GaN多量子阱晶元背后蒸镀分布式布拉格光栅(9),获得集成谐振光栅微腔的悬空GaN薄膜激光器。
6.根据权利要求5所述的制备集成谐振光栅微腔的悬空GaN薄膜激光器的方法,其特征在于,所述步骤(10)中,光栅微腔(11)通过如下方式实现:在硅衬底GaN基InGaN/GaN多量子阱晶元上表面均匀涂上一层光刻胶,采用曝光技术在光刻胶层上定义出光栅微腔结构,采用反应离子束刻蚀技术或聚焦离子束刻蚀技术刻蚀微腔结构区域得到光栅微腔(11)。