[发明专利]硅衬底悬空LED光波导集成光子器件及其制备方法

摘要

本发明提供一种硅衬底悬空LED光波导集成光子器件及其制备方法，该器件利用各向异性硅刻蚀技术，剥离去除器件结构下硅衬底层和外延缓冲层，得到悬空氮化物薄膜LED光波导集成光子器件，进一步采用氮化物背后减薄刻蚀技术，获得超薄的硅衬底悬空LED光波导集成光子器件，降低LED器件的内部损耗，提高出光效率。本发明器件将光源和光波导集成在同一片晶圆上，解决了平面光子单片集成的难题，同时可使LED发出的光沿着光波导传输，解决光在光波导内传输的难题，实现光在平面传输的功能。

主权项

1.一种硅衬底悬空LED光波导集成光子器件，其特征在于，该光子器件以硅基氮化物晶片为载体，包括硅衬底层(1)，设置在所述硅衬底层(1)上的外延缓冲层(2)，设置在所述外延缓冲层(2)上的P‑N结，所述P‑N结包括从下至上依次连接设置的n‑GaN层(3)、InGaN/GaN量子阱(4)和p‑GaN层(5)，所述p‑GaN层(5)上设置有p‑电极(6)，在所述n‑GaN层(3)上表面有刻蚀出的阶梯状台面，所述阶梯状台面包括一个上台面和位于上台面一侧的下台面，所述上台面与InGaN/GaN量子阱(4)的底面连接，所述下台面上设置有n‑电极(7)，所述n‑GaN层(3)、InGaN/GaN量子阱(4)、p‑GaN层(5)、p‑电极(6)和n‑电极(7)构成LED器件，所述LED器件上集成有光波导(8)，在所述n‑GaN层(3)下方设置有与p‑电极(6)、n‑电极(7)和光波导(8)的位置正对且贯穿硅衬底层(1)、外延缓冲层(2)的空腔，使得LED器件和光波导(8)悬空。