[发明专利]GaN基脊型激光二极管的制备方法

权利要求书

1.一种GaN基脊型激光二极管的制备方法，其特征是，首先，通过在干法蚀刻脊型之前在GaN表面沉积P区接触金属电极作为挡光层，然后使用旋涂技术涂布负性光敏性热固化涂层胶；其次，通过背向曝光技术实现第二次光刻，挡光层可以有效阻止紫外光对脊型顶部光敏性涂层胶的曝光，实现光刻图形；最后，根据负性光敏性热固化涂层胶的性质，通过高温固化手段得到绝缘层。

2.如权利要求1所述的GaN基脊型激光二极管的制备方法，其特征是，包括：

(1)将GaN激光二极管外延片的蓝宝石或碳化硅或氧化锌衬底背面抛光，或采用背面抛光衬底的GaN激光二极管外延片；

(2)在GaN激光二极管外延片的P型材料表面制备P型挡光层；

(3)在GaN激光二极管的P型挡光层上通过光刻、曝光、显影得到激光二极管脊型结构的光刻图形；

(4)采用腐蚀或刻蚀方法将P型挡光层制备成条形结构；

(5)在GaN激光二极管外延片上干法刻蚀形成激光二极管的P区脊型结构，之后去胶退火合金形成欧姆接触；

(6)在激光二极管外延片上的P区脊型结构区上涂布负性光敏性热固化涂层胶，从抛光衬底一侧对其进行泛曝光；

(7)显影、去除P区脊型结构上方的光敏性涂层胶，形成脊型结构上的窗口图形，之后进行热固化，形成绝缘层；

(8)在激光二极管外延片上P区脊型结构上光刻出P区电极形状，沉积P型电极金属，制得具有脊型注入结构的GaN基激光二极管的P区电极；

(9)在GaN激光二极管外延片的N型材料上制备N区电极。

3.如权利要求1所述的GaN基脊型激光二极管的制备方法，其特征是，包括：

1）背面抛光的蓝宝石衬底上生长的GaN基LD外延层在该GaN基LD外延层的正面上用电子束沉积Ni/Au作为挡光层，并用匀胶机涂布光刻胶；

2）使用脊型光刻版通过曝光，显影，用等离子去胶机除去底膜，形成条形光刻胶；

3）用Ni/Au腐蚀液在常温下腐蚀未被光刻胶保护的Ni/Au，保留的Ni/Au挡光层呈条形；

4）用ICP刻蚀出激光二极管的P区脊型结构；

5）清洗光刻胶，之后退火合金形成欧姆接触；

6）用匀胶机涂布光刻胶，使用N型台面光刻版通过曝光，显影，用离子去胶机除去底膜，形成台面光刻图形；

7）用ICP刻蚀出激光二极管的N型台面结构；

8）清洗光刻胶；

9）用匀胶机涂布光刻胶，使用N型电极光刻版通过曝光，显影，用离子去胶机除去底膜，形成N型电极光刻图形；

10）用电子束蒸发沉积N型金属电极层Ti/Al/Ti/Au作为N型挡光层，剥离后形成N型金属电极；

11）用匀胶机在外延片上涂布负性光敏性热固化聚酰亚胺涂层胶，将样品背面向上放置在紫外光刻机上曝光；

12）显影，去除外延片上脊型结构和N型金属电极上方的涂层胶后，在脊型和N型金属电极上方形成窗口区图形，在N2保护下，用热板阶梯分段烘焙负性光敏性热固化聚酰亚胺涂层胶，使其玻璃化形成图形化绝缘层；

13）用匀胶机涂布光刻胶，使用P型电极光刻版通过曝光，显影，用离子去胶机除去底膜，形成P型电极图形；

14）用电子束蒸发沉积P型金属电极Ti/Au层，剥离后形成P型金属电极；

15）用匀胶机涂布光刻胶，使用N/P型电极加厚光刻版通过曝光，显影，用离子去胶机除去底膜，形成N/P型电极图形；

16）用电子束蒸发沉积加厚金属电极Au层，剥离后形成加厚金属电极，完成所有蓝宝石衬底的激光二极管的基本结构。

4.如权利要求1所述的GaN基脊型激光二极管的制备方法，其特征是，包括：

1)背面抛光的氮化镓衬底上生长的GaN基LD外延层，在该GaN基LD外延层的正面上用电子束沉积Ni/Au作为挡光层，并用匀胶机涂布光刻胶；

2)使用脊型光刻版通过曝光，显影，用等离子去胶机除去底膜，形成条形光刻胶；

3)用Ni/Au腐蚀液在常温下腐蚀未被光刻胶保护的Ni/Au，保留的Ni/Au挡光层呈条形3；

4)用ICP刻蚀出激光二极管的P区脊型结构；

5)清洗光刻胶，之后退火合金形成欧姆接触；

6)用匀胶机在外延片上涂布负性光敏性热固化聚酰亚胺涂层胶，将样品背面向上放置在紫外光刻机上曝光；

7)显影，去除外延片上脊型结构上方的涂层胶后，在脊型上方形成窗口区图形，在N2保护下，用热板阶梯分段烘焙负性光敏性热固化聚酰亚胺涂层胶，使其玻璃化形成图形化绝缘层；

8)用P型电极光刻版通过曝光，显影，用离子去胶机除去底膜，形成P型电极图形，然后用电子束蒸发沉积P型金属电极Ti/Au层，剥离后形成P型金属电极；

9)用减薄、磨抛设备对GaN衬底进行背向减薄、抛光处理，使LD芯片厚度在80-120微米范围；

10)在背向用电子束蒸发沉积N型金属电极Ti/Al/Ti/Au，完成所有氮化镓衬底的激光二极管的基本结构。