【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及氮化鎵基諧振腔發光二極管，尤其涉及一種氮化鎵基諧振腔發光二極管的制備方法。
技術介紹
1、氮化鎵(gan)材料作為一種優異的直接帶隙半導體材料，具有良好的熱穩定性、高電子遷移速率、強抗腐蝕和抗輻射的能力、優良的的光學和電學性能、穩定的化學和物理性質等，并且與其他氮化鎵基半導體材料，如氮化鋁(aln)、氮化銦(inn)等組成的復合材料禁帶寬度在0.7～6.2ev之間連續可調，光譜覆蓋紅外至紫外光波段，因而廣泛應用于在半導體照明、高亮度顯示、可見光通信、生物醫療、航天航空、微波射頻器件以及功率器件等領域。
2、目前，諧振腔發光二極管多用于制備陣列結構以適用于大規模集成，但是存在難以先獲得獨立器件后再制備陣列結構的問題，如本課題組先前申請的如，cn117498146a一種氮化鎵基垂直腔面發射激光器及其制備方法，以及cn118137289a一種氮化鎵基垂直腔面發射激光器及其制備方法。其中cn117498146a一種氮化鎵基垂直腔面發射激光器及其制備方法，在該案所提的曲面vcsel制備方法中，其工藝流程是先制備p面平面結構，再制備n面曲面出光面，器件結構為n面曲面結構出光，所以采用icp刻蝕技術分離器件時需要從n-gan刻蝕至p-gan，以制備曲面常用的gan襯底為例，n-gan的厚度一般為幾十微米，刻蝕厚度大，增加了工藝復雜性且容易因為長時間的刻蝕損傷器件。同時，該案制備了整面的平面支撐襯底，即使采用icp刻蝕技術分離以實現單個器件獨立測試，但是無法實現完整的單個器件結構，所有器件皆由整面襯底支撐，若使用機械切
3、cn118137289a一種氮化鎵基垂直腔面發射激光器及其制備方法，該案提出了p面出光的曲面vcssel制備方法，先制備p面的平面出光面，再制備n面的曲面結構，最后在n面制備平面基板以支撐器件。雖然該案解決了前案由n-gan刻蝕至p-gan的刻蝕難度大的問題，但是依舊采用了整面平面基板支撐器件，僅利用刻蝕技術分離不同器件的有源區以實現單個器件發光，所有器件共用一個平面基板支撐襯底。若需要獲得單個獨立器件測試或不同陣列形式測試，仍然需要采用機械切割或激光切割的方法，且采用不同材料的平面基板，也需要從各方面考慮是否能實現完整切割襯底，襯底切割難度大且不可避免損傷器件。
4、因此，現有的工藝技術使得在獲得獨立器件時需要采用機械切割或激光切割來切割襯底，容易對在多次切片時發生金屬襯底卷邊或者金屬熔體噴射到器件側壁等問題。這些獲得獨立器件的方法都容易損傷已制備完成的器件，造成器件漏電流增大，降低成品率等。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提出一種氮化鎵基諧振腔發光二極管的制備方法及其制品，能夠改善獲得獨立器件時的金屬卷邊和側壁損傷、優化實驗工藝，提升器件的光輸出功率等性能。
2、根據本專利技術的一個方面，提供一種氮化鎵基諧振腔發光二極管的制備方法，所述方法依序包括如下步驟：
3、在原始襯底上外延生長氮化鎵基外延層，在氮化鎵基外延層一表面制備若干曲面結構；在該曲面結構沿一第一方向依序沉積電流擴展層、曲面反射鏡、過渡層，并在每個曲面結構的過渡層表面制備與過渡層尺寸對應的區域金屬基底；
4、將區域金屬基底一側置于一臨時襯底，去除原始襯底并拋光減薄和平坦化氮化鎵基外延層另一表面；在氮化鎵基外延層另一表面沉積平面反射鏡，并制備電極；
5、去除臨時襯底獲得單個獨立氮化鎵基諧振腔發光二極管。
6、在上述技術方案中，制備了區域金屬基底，解決了以往工藝制備中的整面支撐襯底難以分離以獲得單個獨立器件的問題。通過制備區域金屬基底，區域金屬基底無需在器件制備完成后，采用機械切割或激光切割獲得獨立器件，避免了切割過程中造成的金屬基底卷邊、器件側壁損傷、有源區損傷等問題，同時簡化實驗工藝。引入了圖形化襯底和臨時襯底轉移技術，在激光剝離后實現器件臺面和溝道的自分裂，在器件制備完成后去除臨時襯底，即可獲得獨立器件。區域金屬基底既解決了襯底切割和icp器件分離帶來的損傷，又可作為襯底支撐讓整體器件結構穩定性增加，還可作為器件p側電極實現垂直電流注入結構，緩解電流擁堵和大電流下的散熱問題。
7、在一些實施例中，所述反射鏡為金屬材質。
8、在上述技術方案中，在曲面結構的表面沉積金屬反射鏡，解決了dbr作為下反射鏡，因其較差的散熱性和導電性導致器件整體散熱性差、難以承受較大電流注入等問題。通過制備曲面金屬反射鏡，相比氮化物dbr、介質膜dbr和混合dbr，金屬反射鏡具有良好的散熱性能和導電性能，在擁有較高反射率的同時，也可以作為電極導電層和提高歐姆接觸特性，非常適合作為底部反射鏡。金屬反射鏡制備工藝簡單、制作成本較低，且幾乎在所有光譜范圍內都有高反射率，加上其散熱性能比dbr有顯著提高，更加適合大功率器件的散熱，降低器件內部溫度對有源區增益和光輸出功率的影響。同時需要注意的是，本案所提供的方法亦可針對氮化物dbr、介質膜dbr、混合dbr，但本案后續的實施例以金屬反射鏡為例進行說明。
9、在一些實施例中，所述反射鏡的厚度為80-300nm。
10、在上述技術方案中，在曲面結構表面沉積的金屬反射鏡厚度有一個最優厚度范圍，在該范圍內，絕大部分金屬材料具有最佳反射率，解決了在沉積不同材料的金屬鏡時容易出現因為厚度較薄導致金屬鏡致密性不夠或厚度較厚導致金屬鏡粗糙度增加等問題。曲面結構金屬反射鏡32作為器件的下反射鏡，為平面出光反射鏡的另一方向，可選擇常見的金屬鋁鏡、金屬銀鏡或金屬金鏡等。金屬反射鏡制備工藝簡單且制作成本較低，但每種具體的金屬都有其最佳的反射波段，可以根據外延片的發光波段來選擇沉積某一種金屬反射鏡，或適當選擇功函數大、導電性能好、反射率高的材料進行組合制備金屬鏡。同時，反射鏡的厚度不同，其反射率也有一定差異，厚度范圍在80-300nm內為大多數金屬鏡的最優厚度。金屬反射鏡所選擇的金屬材料有其最佳的反射波段，需要根據該發光器件發光波段選擇不同的金屬來實現在該波段的高反射；金屬反射鏡有最優的厚度范圍，若沉積厚度過薄，金屬鏡致密性不足，導致透光性增加、反射率降低，若沉積厚度過厚，容易出現金屬鏡粗糙度高的問題。需要注意的是，本案所指的金屬反射鏡的厚度，是指沉積在曲面結構上的沉積厚度。由于各材料的金屬鏡在不同波段的反射率不同，此處以在綠光波段的al鏡為例。當沉積的al鏡厚度在80nm以下，反射率隨著厚度增加明顯提升；當厚度在80nm以上，厚度增加僅有細微的反射率變化；當厚度逐步增加，不會明顯造成反射率下降，但是金屬鏡粗糙程度增加，影響器件出光性能。因此，根據各個材料的性能表現，得出上述厚度范圍。
11、在一些實施例中，將區域金屬基底一側置于一臨時襯底，具體地：
12、采用膠鍵合方法，和/或，臨時襯底轉移方法，將區域金屬基底一側置于一臨時襯底。
13、在上述技術方案中，采用膠鍵合技術將樣品翻轉鍵合至臨本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種氮化鎵基諧振腔發光二極管的制備方法，其特征在于，所述方法依序包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的一種氮化鎵基諧振腔發光二極管的制備方法，其特征在于，
3.如權利要求1所述的一種氮化鎵基諧振腔發光二極管的制備方法，其特征在于，
4.如權利要求1-3任一項所述的一種氮化鎵基諧振腔發光二極管的制備方法，其特征在于，
5.如權利要求1所述的一種氮化鎵基諧振腔發光二極管的制備方法，其特征在于，
6.如權利要求1所述的一種氮化鎵基諧振腔發光二極管的制備方法，其特征在于，
7.一種制品，其特征在于，由權利要求1-6任一項所述的一種氮化鎵基諧振腔發光二極管的制備方法制備而成。
【技術特征摘要】
1.一種氮化鎵基諧振腔發光二極管的制備方法，其特征在于，所述方法依序包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的一種氮化鎵基諧振腔發光二極管的制備方法，其特征在于，
3.如權利要求1所述的一種氮化鎵基諧振腔發光二極管的制備方法，其特征在于，
4.如權利要求1-3任一項所述的一種氮化鎵基諧振腔發...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張保平，馬銘爽，梅洋，應磊瑩，石磊，楊濤，
申請(專利權)人：廈門大學，
類型：發明
國別省市：
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