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专利号: 202111234345X
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

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;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Ⅲ‑Ⅴ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Ⅲ‑Ⅴ刻蚀工艺,从背面继续刻蚀Ⅲ‑Ⅴ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。

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。

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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。

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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%。

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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。

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