[发明专利]III族氮化物基分布式布拉格反射镜及其制备方法

权利要求书

1.一种III族氮化物基分布式布拉格反射镜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：在衬底上形成缓冲层；

步骤2：在所述缓冲层上生长多组叠层结构，每组所述叠层结构分别为由n型掺杂氮化物层和非故意掺杂氮化物层以固定厚度交替生长而形成的多周期性结构，且各组所述叠层结构之间的周期厚度不同，所述氮化物为GaN、AlGaN或InAlGaN；

步骤3：将步骤2所得结构表面沉积或生长一层保护层，所述保护层能够不被电化学腐蚀；

步骤4：自所述保护层沿着朝向衬底的方向刻蚀步骤3所得结构，直至多组所述叠层结构的侧壁完全暴露；

步骤5：将步骤4所得结构作为阳极进行电化学腐蚀，其中，n型掺杂氮化物层被腐蚀成多孔层，第一非故意掺杂氮化物层不会被腐蚀成为无孔层，然后去除所述保护层后得到分布式布拉格反射镜；

其中，经电化学腐蚀后的每组所述叠层结构的多孔层与无孔层的厚度比值分别等于或接近无孔层和多孔层的有效折射率比值。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，步骤1中，所述衬底选自蓝宝石衬底、硅衬底、GaN或AlN衬底，所述缓冲层选自GaN缓冲层、AlGaN缓冲层或InAlGaN缓冲层。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，各组所述周期性叠层结构的周期厚度在自衬底向上延伸的方向上逐渐减小；每组所述叠层结构中的n型掺杂氮化物层和非故意掺杂氮化物层的固定厚度的大小分别由经过电化学腐蚀后形成的多孔层和无孔层厚度决定。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，还包括在所述缓冲层与所述叠层结构之间依次形成n型掺杂氮化物导电层和第二非故意掺杂氮化物层；

作为优选，所述缓冲层、所述n型掺杂氮化物导电层、所述第二非故意掺杂氮化物层以及所述叠层结构分别通过金属有机化学气相沉积技术生长制备；

作为优选，所述叠层结构中的n型掺杂氮化物层的掺杂浓度优选大于5×10¹⁸cm^-3。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述保护层为SiO₂或Si₃N₄；

作为优选，所述保护层通过等离子增强化学气相沉积法沉积。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4中，依次利用光刻技术、腐蚀剂刻蚀和等离子体刻蚀完成所述自保护层沿着朝向衬底的方向刻蚀步骤3所得结构的步骤；或者利用激光技术完成所述自保护层沿着朝向衬底的方向刻蚀步骤3所得结构的步骤。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：

所述光刻技术包括通过涂胶、前烘、曝光和显影，在所述保护层表面形成图案化的光刻胶，所述光刻胶为正性光刻胶或负性光刻胶；

所述腐蚀剂刻蚀是对没有光刻胶覆盖的所述保护层进行刻蚀，所述腐蚀剂为缓冲氧化物刻蚀液或氢氟酸溶液；

所述等离子体刻蚀是对没有所述保护层保护的叠层结构进行刻蚀。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述激光刻蚀技术为在没有光刻的基础上根据预设图案直接刻蚀，刻蚀深度穿透所述叠层结构。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5中，所述电化学腐蚀的电解液选自强酸、强碱或盐溶液，优选选自硝酸溶液、硫酸溶液、磷酸溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、硝酸锌溶液或硫酸钠溶液。

10.一种利用如权利要求1至9任意一项所述的制备方法制备而成的III族氮化物基分布式布拉格反射镜，包括：

衬底；

缓冲层，形成于所述衬底上；以及

多组叠层结构，形成于所述缓冲层上，每组所述叠层结构分别为由多孔的n型掺杂氮化物层和无孔的第一非故意掺杂氮化物层交替而成的多周期性结构。