CN219018128U - 一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器，包括：支撑基板、第一电极、第一分布布拉格反射镜、透明导电层、外延层、第二分布布拉格反射镜和第二电极，外延层包括P型氮化物、有源区和N型氮化物；第二分布布拉格反射镜设置于N型氮化物的上表面中部，第二电极设置于N型氮化物的上表面两侧；P型氮化物的下方两侧设置有辐照区，由高能粒子辐照形成电流限制层，中部设置有非辐照区，透明导电层设置于非辐照区下表面，第一分布布拉格反射镜设于透明导电层下表面，第一电极包覆于第一分布布拉格反射镜和透明导电层的外表面及电流限制层的下表面，支撑基板设于第一电极下表面。本实用新型工艺简单，散热性好。

Description

一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器

技术领域

本实用新型涉及半导体激光技术领域，尤其涉及一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器。

背景技术

氮化物半导体材料包含氮化镓半导体及其合金材料，如InGaN，AlGaN，GaN,InN,AlN等。作为一种宽禁带的直接带隙半导体，发光复合效率高，并且具有连续可调的禁带宽度，对应的发光波长覆盖了红外、可见光和深紫外波段，因此氮化物半导体材料被广泛应用于制作高效率半导体发光器件。基于氮化物材料的VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，一般指垂直腔面发射激光器)，因为其结构简单、光束方向单一、腔长易于控制、体积小、效率高等特点，在高密度光存储、激光投影、激光显示、高速扫描和塑料光纤通信等方面具有极大的应用前景和市场需求。

但目前氮化物VCSEL的制作工艺复杂，特别是为了得到较大的电流注入密度，需要把电流限制在一个较小的窗口内，一般直径在10微米左右。这就需要在电流窗口以外的区域用绝缘层(如低热导率的SiO₂或SiN_x等绝缘层)覆盖，实现电流绝缘，禁止电流流通。但是这些绝缘层的导入带来以下问题：(1)由于绝缘层复杂的淀积工艺和对应的电流注入窗口制作工艺，使得VCSEL制作工艺变得复杂化，生产周期变得更长；(2)由于绝缘层与半导体层粘附性不好，窗口对准工艺难度大，图案非常容易偏移等原因，大幅度降低了器件成品率；(3)由于绝缘层的散热性能不佳，导致器件性能降低，寿命变短。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器，工艺简单，且解决了绝缘材料粘附性和散热性不好的问题，成本率高，寿命长，可靠性高，在大功率光显示、高速率光通信等领域中有着广泛的应用前景。

为了实现上述的技术目的，本实用新型所采用的技术方案之一为：

一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器，采用垂直内腔接触结构，包括：支撑基板、第一电极、第一分布布拉格反射镜、透明导电层、外延层、第二分布布拉格反射镜和第二电极，所述外延层包括从下到上依次设置的P型氮化物、有源区和N型氮化物；所述第二分布布拉格反射镜设置于N型氮化物的上表面中部，所述第二电极设置于N型氮化物的上表面两侧；所述P型氮化物的下方两侧设置有辐照区，所述辐照区由高能粒子辐照形成电流限制层，所述P型氮化物的中部设置有非辐照区，所述透明导电层设置于非辐照区的下表面，所述第一分布布拉格反射镜设置于透明导电层的下表面，所述第一电极包覆于第一分布布拉格反射镜和透明导电层的外表面及电流限制层的下表面，所述支撑基板设置于第一电极的下表面。

进一步的，所述高能粒子为钽离子、锗离子、电子、质子或中子。

进一步的，所述第二电极的内边缘贴合于第二分布布拉格反射镜的外表面，且所述第二电极的外边缘与N型氮化物的外边缘位于同一水平面上。

进一步的，所述有源区为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少两种材料混合而成的量子阱或量子点发光结构，所述P型氮化物为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少一种；所述N型氮化物为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少一种，所述电流限制层和P型氮化物的材料相同。

进一步的，所述第一电极和第二电极采用Ni/Au、Cr/Au或Ti/Au。

为了实现上述的技术目的，本实用新型所采用的技术方案之二为：

一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器，采用垂直内腔接触结构，包括：第一分布布拉格反射镜、第一电极、透明导电层、外延层和第二电极，所述外延层包括从上到下依次设置的P型氮化物、有源区、N型氮化物、第二分布布拉格反射镜和衬底；所述第二分布布拉格反射镜设置于N型氮化物的上表面中部，所述第二电极设置于N型氮化物的上表面两侧；所述P型氮化物的上方两侧设置有辐照区，所述辐照区由高能粒子辐照形成电流限制层，所述P型氮化物的中部设置有非辐照区，所述透明导电层设置于非辐照区的上表面，所述第一分布布拉格反射镜设置于透明导电层的上表面，所述第一电极包覆于电流限制层的上表面、透明导电层的外表面和第一分布布拉格反射镜的左右两侧。

进一步的，所述高能粒子为钽离子、锗离子、电子、质子或中子。

进一步的，所述衬底采用蓝宝石、氮化镓或铜。

进一步的，所述有源区为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少两种材料混合而成的量子阱或量子点发光结构，所述P型氮化物为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少一种；所述N型氮化物为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少一种，所述电流限制层和P型氮化物的材料相同。

进一步的，所述第一电极和第二电极采用Ni/Au、Cr/Au或Ti/Au。

采用上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，其具有的有益效果为：本实用新型是使用高能粒子选择性地辐照P型氮化物的辐照区，提高辐照区的电流阻抗，实现电流限制作用，形成电流限制层，通过高能粒子(离子、电子、质子、中子等)对氮化物材料进行辐照，可以在材料内部产生电离损伤和位移损伤，人为地引入缺陷，从而改变了氮化物材料的电学性能；由于本实用新型无需引入其他绝缘材料，工艺简单，从根本上解决了绝缘层与GaN材料之间粘附性不良，窗口对准工艺困难所引起的器件成品率低下，以及散热性不佳的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的实施例1中外延层的结构示意图。

图2是本实用新型提供的实施例1中外延层上生长金属掩膜层的结构示意图。

图3是本实用新型提供的实施例1中高能粒子辐照后的结构示意图。

图4是本实用新型提供的实施例1中去除生长金属掩膜层后生长透明导电层和第一分布布拉格反射镜的结构示意图。

图5是本实用新型提供的实施例1中生长第一电极、第二电极、第二分布布拉格反射镜和支撑基板的结构示意图。

图6是本实用新型提供的实施例2中外延层的结构示意图。

图7是本实用新型提供的实施例2中外延层上生长金属掩膜层后高能粒子辐照后的结构示意图。

图8是本实用新型提供的实施例2中去除生长金属掩膜层后生长透明导电层和第一分布布拉格反射镜的结构示意图。

图9是本实用新型提供的实施例2中刻蚀得到N型氮化物上表面的结构示意图。

图10是本实用新型提供的实施例2中生长第一电极和第二电极的结构示意图。

图11是本实用新型提供的电流注入过程示意图。

图中标号说明：

支撑基板1、第一电极2、第一分布布拉格反射镜3、透明导电层4、外延层5、第二分布布拉格反射镜6、第二电极7、P型氮化物8、辐照区(电流限制层)81、非辐照区82、电流注入孔83、有源区9、N型氮化物10、衬底11、金属掩膜层12。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本实用新型，但不对本实用新型的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本实用新型的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器，工艺简单，且解决了绝缘材料粘附性和散热性不好的问题。

实施例1：

请参见图5，本实用新型的一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器，采用垂直内腔接触结构，包括：支撑基板1、第一电极2、第一分布布拉格反射镜3、透明导电层4、外延层5、第二分布布拉格反射镜6和第二电极7，所述外延层5包括从下到上依次设置的P型氮化物8、有源区9和N型氮化物10；所述第二分布布拉格反射镜6设置于N型氮化物10的上表面中部，所述第二电极7设置于N型氮化物10的上表面两侧；所述P型氮化物8的下方两侧设置有辐照区81，所述辐照区81由高能粒子(未图示)辐照形成电流限制层，辐照P型氮化物8的辐照区81，提高辐照区81的电流阻抗，形成高阻的电流限制层，实现电流限制作用，从而限制了电流注入；所述P型氮化物8的中部设置有非辐照区82，所述透明导电层4设置于非辐照区82的下表面，所述第一分布布拉格反射镜3设置于透明导电层4的下表面，所述第一电极2包覆于第一分布布拉格反射镜3和透明导电层4的外表面及电流限制层81的下表面，所述支撑基板1设置于第一电极2的下表面。

本方案中电流限制层81和P型氮化物8的位置排布出现是因为电流限制层81是P型氮化物8经过一定的技术处理(指高能粒子辐照)形成的，电流限制层81和P型氮化物8本质上是同一种材料(只是辐照提高了电流限制层81的电阻)。而电流限制层81设置在P型氮化物8底部两侧是因为透明导电层4作为电流注入的窗口(第一电极2的电流注入透明导电层4，透明导电层4的电流注入P型氮化物8)，而P型氮化物8的下表面与透明导电层4的上表面接触的部分，需要保证是低阻的。而电流限制层81经过辐照处理后是高阻的，故电流限制层81只能处于P型氮化物8的底部两侧，具体地是指相对透明导电层4的外侧。电流限制层81和P型氮化物8的位置排布是由透明导电层4的位置决定的，在实际工艺实现中，透明导电层4一般位于器件的中心线上。故电流限制层81只能位于P型氮化物8的底部外侧。

这种结构的存在是因为VCSEL光电子器件需要极高的电流密度注入才可能粒子数反转，实现激光器激射，故使用透明导电层4-电流限制层81-P型氮化物8的结构，可以将从第一电极2注入的电流限制在P型氮化物8的下表面与透明导电层4的上表面接触的面积(电流注入孔83：一般为直径5-20μm的圆形)内，以实现高电流密度注入。

在本实施例中，所述高能粒子为钽(Ta)离子、锗(Ge)离子、电子、质子或中子。

在本实施例中，所述第二电极7的内边缘贴合于第二分布布拉格反射镜6的外表面，且所述第二电极7的外边缘与N型氮化物10的外边缘位于同一水平面上。

在本实施例中，所述有源区9为氮化镓(GaN)、氮化铟(InN)和氮化铝(AlN)中至少两种材料混合而成的量子阱或量子点发光结构，所述P型氮化物8为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少一种；所述N型氮化物10为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少一种，所述电流限制层81和P型氮化物8的材料相同，即电流限制层81为通过高能粒子区域化辐照后的P型氮化物8。例如，若P型氮化物8仅采用氮化镓材料，则电流限制层81也为氮化镓材料，若P型氮化物8采用氮化铟和氮化铝的混合物，则电流限制层81也为氮化铟和氮化铝的混合物。

在本实施例中，所述第一电极2和第二电极7为金属电极，采用Ni/Au、Cr/Au或Ti/Au，所述透明导电层4为ITO透明导电层，ITO一般指氧化铟锡。

上述一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器的结构是由以下制备方法制备而成的，具体包括如下步骤：

步骤A1、选用一外延层5，采用如图1所示的GaN基外延片结构，该外延层5从下到上依次包括衬底11、N型氮化物10(n-GaN)、有源区9和P型氮化物8(p-GaN)；

步骤A2、在所述P型氮化物8上表面中部的电流注入孔83位置生长金属掩膜层12，所述金属掩膜层12采用Cr/Au金属掩膜层，如图2所示；

在本实施例中，该步骤A2具体为：通过光刻或磁控溅射方法在所述P型氮化物8上表面中部用于注入电流的电流注入孔83位置生长金属掩膜层12，利用掩膜技术遮挡电流注入孔83区域，保护P型氮化物8的电流注入孔83位置不被高能粒子辐照到；

步骤A3、通过高能粒子均匀地辐照所述P型氮化物8的上表面，使辐照区形成电流限制层81，如图3所示；所述高能粒子为钽离子、锗离子、电子、质子或中子。

步骤A4、去除所述金属掩膜层12，并在电流注入孔83上表面依次生长透明导电层4和第一分布布拉格反射镜3，如图4所示；

在本实施例中，通过湿法腐蚀去除所述金属掩膜层12，并通过光刻或磁控溅射方法在电流注入孔83上表面依次生长透明导电层和4第一分布布拉格反射镜3。

步骤A5、在所述透明导电层4和第一分布布拉格反射镜3的外表面及电流限制层81的上表面生长第一电极2，并翻转后转移到支撑基板1上；

在本实施例中，通过光刻或磁控溅射方法在所述透明导电层4和第一分布布拉格反射镜3的外表面及电流限制层81的上表面生长第一电极2，所述第一电极2采用Ni/Au、Cr/Au或Ti/Au；并翻转后，通过电镀或键合到支撑基板1上，所述支撑基板1为金属铜基板；

步骤A6、去除所述衬底1，将N型氮化物10进行减薄抛光，并在所述N型氮化物10的上表面中部生长第二分布布拉格反射镜6，所述N型氮化物10的上表面两侧生长第二电极7，如图5所示。

在本实施例中，通过激光剥离(LLO)去除所述衬底11，将N型氮化物10进行减薄抛光，并通过光刻或磁控溅射方法在所述N型氮化物10的上表面中部生长第二分布布拉格反射镜6，其上表面两侧生长第二电极7，所述第二电极7采用Ni/Au、Cr/Au或Ti/Au。

如图11所示，电流注入的过程是：支撑基板1→第一电极2→透明导电层4→P型氮化物8→有源区9→N型氮化物10→第二电极7，支撑基板1是铜可以导电，第一电极2导电性良好，透明导电层4导电性好，p-GaN的导电性很差，所述透明导电层4设在P型氮化物8的下表面是因为p-GaN的导电性很差，必须使用ITO才能使电流扩散。

因为电极需要与外延片5的在p-GaN和n-GaN接触后才能导电，实现半导体激光器正常工作，故第一电极2要接在p-GaN，第二电极7要接在n-GaN，实施例1中第一电极2转移到导电的透明导电层4上，透明导电层4与p-GaN相连，则认为第一电极2与p-GaN间接电连接，第二电极7是直接生长在N型氮化物10上，认为第二电极7与N型氮化物10直接电连接。

所述有源区9为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少两种材料混合而成的量子阱或量子点发光结构，所述P型氮化物8为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少一种；所述N型氮化物10为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少一种，所述电流限制层81和P型氮化物8的材料相同。

实施例2：

请参见图10，本实用新型的一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器，采用垂直内腔接触结构，包括：第一分布布拉格反射镜3、第一电极2、透明导电层4、外延层5和第二电极7，所述外延层5包括从上到下依次设置的P型氮化物8、有源区9、N型氮化物10、第二分布布拉格反射镜6和衬底11；所述第二分布布拉格反射镜6设置于N型氮化物10的上表面中部，所述第二电极7设置于N型氮化物10的上表面两侧；所述P型氮化物8的上方两侧设置有辐照区81，所述辐照区81由高能粒子(未图示)辐照形成电流限制层，所述P型氮化物8的中部设置有非辐照区82，所述透明导电层4设置于非辐照区82的上表面，所述第一分布布拉格反射镜3设置于透明导电层4的上表面，所述第一电极2包覆于电流限制层81的上表面、透明导电层4的外表面和第一分布布拉格反射镜3的左右两侧。

在本实施例中，所述高能粒子为钽离子、锗离子、电子、质子或中子。

在本实施例中，所述衬底11采用蓝宝石、氮化镓或铜。

在本实施例中，所述有源区9为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少两种材料混合而成的量子阱或量子点发光结构，通过调整有源区9的组成配比和结构，激光器的发光波长可以覆盖紫外～近红外范围。所述P型氮化物8为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少一种；所述N型氮化物10为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少一种，所述电流限制层81和P型氮化物8的材料相同。

在本实施例中，所述第一电极2和第二电极7采用Ni/Au、Cr/Au或Ti/Au，所述透明导电层4为ITO透明导电层，ITO一般指导电玻璃。

上述一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器的结构是由以下制备方法制备而成的，具体包括如下步骤：

步骤B1、选用一外延层5，采用如图6所示的GaN基外延片结构，该外延层5从下到上依次包括衬底11、第二分布布拉格反射镜6、N型氮化物10、有源区9和P型氮化物8；

步骤B2、在所述P型氮化物8上表面中部的电流注入孔83位置生长金属掩膜层12；所述金属掩膜层12采用Cr/Au金属掩膜层，如图7所示；

在本实施例中，该步骤B2具体为：通过光刻或磁控溅射方法在所述P型氮化物8上表面中部用于注入电流的电流注入孔83位置生长金属掩膜层12，利用掩膜技术遮挡电流注入孔83区域，保护P型氮化物8的电流注入孔83位置不被高能粒子辐照到；

步骤B3、通过高能粒子均匀地辐照所述P型氮化物8的上表面，使辐照区形成电流限制层81，如图7所示；所述高能粒子为钽离子、锗离子、电子、质子或中子。

步骤B4、去除所述金属掩膜层12，并在电流注入孔83上表面依次生长透明导电层4和第一分布布拉格反射镜3，如图8所示；

在本实施例中，该步骤B4具体为：通过湿法腐蚀去除所述金属掩膜层12，并通过光刻或磁控溅射方法在电流注入孔83上表面依次生长透明导电层和4第一分布布拉格反射镜3。

步骤B5、将所述P型氮化物8和有源区9的外侧进行刻蚀，得到N型氮化物10的上表面，如图9所示；

在本实施例中，该步骤B5具体为：通过光刻或感应耦合等离子刻蚀方法将所述P型氮化物8和有源区9的外侧进行刻蚀，得到N型氮化物10的上表面；其目的是为了方便N型氮化物10与第二电极7接触进行导电。

步骤B6、在所述电流限制层81的上表面、透明导电层4的外表面和第一分布布拉格反射镜3的左右两侧生长第一电极2；并在所述N型氮化物10的上表面生长第二电极7，如图10所示。

在本实施例中，该步骤B6具体为：通过光刻或磁控溅射方法在所述电流限制层81的上表面、透明导电层4的外表面和第一分布布拉格反射镜3的左右两侧生长第一电极2，所述第一电极2采用Ni/Au、Cr/Au或Ti/Au；并通过光刻或磁控溅射方法在所述N型氮化物10的上表面生长第二电极7，所述第二电极7采用Ni/Au、Cr/Au或Ti/Au。因为电极需要与外延片5的在p-GaN和n-GaN接触后才能导电，实现半导体激光器正常工作，故第一电极2要接在p-GaN，第二电极7要接在n-GaN，实施例2中第一电极2转移到导电的透明导电层4上，透明导电层4与p-GaN相连，则认为第一电极2与p-GaN间接电连接；因为不需要转移到支撑基板1，原始的衬底11是不导电的，所以必须从N型氮化物10的表面刻蚀到n-GaN使其暴露，然后生长第二电极7，因第二电极7是直接生长在N型氮化物10上，认为第二电极7与N型氮化物10直接电连接。

所述有源区9为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少两种材料混合而成的量子阱或量子点发光结构，所述P型氮化物8为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少一种；所述N型氮化物10为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少一种，所述电流限制层81和P型氮化物8的材料相同。

实施例1和实施例2的区别在于VCSEL两种典型腔的结构：

1、用支撑基板还是用衬底：实施例1的腔体结构，两个DBR(分布式布拉格反射镜)都是介质膜的，需要去除原始衬底11后，转移到新的支撑基板1上；而实施例2是是混合腔结构，下面的DBR是在外延片在过程中即外延好的氮化物DBR，无需转移衬底11，所以实施例2不需要支撑基板1。

2、是否需要倒置：因为实施例1需要转移到别的支撑基板1上，所以需要倒置结构；而实施例2不用转移衬底11，就不需要倒置，所以和实施例1的方向不同。

3、第一分布布拉格反射镜3是否完全包裹：因为实施例1的出光界面是在第二分布布拉格反射镜6的上表面，实施例1中的第一分布布拉格反射镜3的外表面被完全包裹，由于第一分布布拉格反射镜3的外表面不是出光方向，所以完全包裹不影响出光，并且因为实施例中第一分布布拉格反射镜3要转移到支撑基板1上，所以也必须包裹住，才能方便转移；而实例2的出光界面是在第一分布布拉格反射镜3，因为第一电极2透光性差，如果实施例2包裹住第一分布布拉格反射镜3，那么出光就会有问题。

4、电极连接方式：因为电极需要与外延片5的在p-GaN和n-GaN接触后才能导电，实现半导体激光器正常工作，故第一电极2要接在p-GaN，第二电极7要接在n-GaN，实施例1中第一电极2转移到导电的透明导电层4上，透明导电层4与p-GaN相连，则认为第一电极2与p-GaN间接电连接，第二电极7是直接生长在N型氮化物10上，认为第二电极7与N型氮化物10直接电连接。而实施例2中第一电极2转移到导电的透明导电层4上，透明导电层4与p-GaN相连，则认为第一电极2与p-GaN间接电连接；因为不需要转移到支撑基板1，原始的衬底11是不导电的，所以必须从N型氮化物10的表面刻蚀到n-GaN使其暴露，然后生长第二电极7，因第二电极7是直接生长在N型氮化物10上，认为第二电极7与N型氮化物10直接电连接。

实施例1和实施例2的相同之处在于：

1、在所述P型氮化物8上表面中部的电流注入孔83位置生长金属掩膜层12，保护P型氮化物8的电流注入孔83位置不被高能粒子辐照到，通过高能粒子均匀地辐照所述P型氮化物8的上表面，使辐照区形成电流限制层81。使用高能粒子选择性地辐照P型GaN(氮化镓)形成电流限制层81，工艺简单，无需引入其他绝缘材料，从根本上解决了材料粘附性和散热性不佳的问题。通过高能粒子(离子、电子、质子、中子等)对氮化物材料进行辐照，可以在材料内部产生电离损伤和位移损伤，人为地引入缺陷，从而改变了氮化物材料的电学性能。

2011年，Kim H Y等人通过显微拉曼光谱监测声子-等离子体耦合模式来分析经过6MeV束质子辐照后独立GaN衬底的载流子浓度的变化，结果证实质子辐照后GaN自由载流子浓度降低。2013年，Polyakov A Y等人回顾了辐射损伤对GaN材料和器件(如发光二极管和高电子迁移率晶体管)的影响。结果表明质子，电子和伽马射线辐照会在GaN中产生点缺陷，中子辐照会造成更广泛的以无序区域(more extended disordered regions)为主的损害。但无论辐射的类型如何，GaN的电导率都会通过在带隙深处引入陷阱态而降低。电导率与电阻率成反比，即电阻率的增加。2022年，Y.Tang等人的研究表明在150keV质子辐照下P-GaN薄膜的电学和光学性能均会退化。这是因为P-GaN薄层随着质子注量的增加会产生大量点缺陷，导致薄层电阻的增加(方块电阻从10⁵量级到10⁸量级)。同时，辐照产生的缺陷不仅会降低载流子浓度，还会降低载流子迁移率。其中，迁移率的降低是由辐射产生的缺陷的散射效应引起的。目前还没有使用高能粒子选择性地辐照P型GaN形成电流限制层来制作半导体光电子器件的实例。

2、去除所述金属掩膜层12，并在电流注入孔83上表面依次生长透明导电层4和第一分布布拉格反射镜3。电流注入的过程是：第一电极2→透明导电层4→P型氮化物8，所述透明导电层4设在P型氮化物8的表面是因为p-GaN的导电性很差，必须使用ITO才能使电流扩散。

以上所述仅为本实用新型的部分实施例，并非因此限制本实用新型的保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器，其特征在于，采用垂直内腔接触结构，包括：支撑基板、第一电极、第一分布布拉格反射镜、透明导电层、外延层、第二分布布拉格反射镜和第二电极，所述外延层包括从下到上依次设置的P型氮化物、有源区和N型氮化物；所述第二分布布拉格反射镜设置于N型氮化物的上表面中部，所述第二电极设置于N型氮化物的上表面两侧；所述P型氮化物的下方两侧设置有辐照区，所述辐照区由高能粒子辐照形成电流限制层，所述P型氮化物的中部设置有非辐照区，所述透明导电层设置于非辐照区的下表面，所述第一分布布拉格反射镜设置于透明导电层的下表面，所述第一电极包覆于第一分布布拉格反射镜和透明导电层的外表面及电流限制层的下表面，所述支撑基板设置于第一电极的下表面。

2.如权利要求1所述的一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述高能粒子为钽离子、锗离子、电子、质子或中子。

3.如权利要求1所述的一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述第二电极的内边缘贴合于第二分布布拉格反射镜的外表面，且所述第二电极的外边缘与N型氮化物的外边缘位于同一水平面上。

4.如权利要求1所述的一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述有源区为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少两种材料混合而成的量子阱或量子点发光结构，所述P型氮化物为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少一种；所述N型氮化物为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少一种，所述电流限制层和P型氮化物的材料相同。

5.如权利要求1所述的一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述第一电极和第二电极采用Ni/Au、Cr/Au或Ti/Au。

6.一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器，其特征在于，采用垂直内腔接触结构，包括：第一分布布拉格反射镜、第一电极、透明导电层、外延层和第二电极，所述外延层包括从上到下依次设置的P型氮化物、有源区、N型氮化物、第二分布布拉格反射镜和衬底；所述第二分布布拉格反射镜设置于N型氮化物的上表面中部，所述第二电极设置于N型氮化物的上表面两侧；所述P型氮化物的上方两侧设置有辐照区，所述辐照区由高能粒子辐照形成电流限制层，所述P型氮化物的中部设置有非辐照区，所述透明导电层设置于非辐照区的上表面，所述第一分布布拉格反射镜设置于透明导电层的上表面，所述第一电极包覆于电流限制层的上表面、透明导电层的外表面和第一分布布拉格反射镜的左右两侧。

7.如权利要求6所述的一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述高能粒子为钽离子、锗离子、电子、质子或中子。

8.如权利要求6所述的一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述衬底采用蓝宝石、氮化镓或铜。

9.如权利要求6所述的一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述有源区为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少两种材料混合而成的量子阱或量子点发光结构，所述P型氮化物为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少一种；所述N型氮化物为氮化镓、氮化铟和氮化铝中至少一种，所述电流限制层和P型氮化物的材料相同。

10.如权利要求6所述的一种基于氮化物半导体的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述第一电极和第二电极采用Ni/Au、Cr/Au或Ti/Au。

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