本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種Ⅲ族氮化物HEMT與GaN激光器的集成單片及其制作方法。

背景技術(shù)：

Ⅲ族氮化物HEMT器件(高電子遷移率晶體管)包括氮化鎵HEMT器件、鋁鎵氮HEMT器件，該HEMT器件是充分利用半導(dǎo)體的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)形成的二維電子氣而制成的，與其他材料(如AlGaAs/GaAs)制成的HEMT相比，Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體由于壓電極化和自發(fā)極化效應(yīng)，在AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)上(Heterostructure)，能夠形成高濃度的二維電子氣。所以在使用AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)制成的HEMT器件中，勢壘層AlGaN一般不需要進行摻雜。另外，Ⅲ族氮化物具有大的禁帶寬度、較高的飽和電子漂移速度、高的臨界擊穿電場和極強的抗輻射能力等特點，因此可以滿足更大功率、更高頻率、更小體積和更高溫度的工作的要求，GaN HEMT器件這些優(yōu)異的性能，得到了人們的廣泛關(guān)注。

目前，與GaN材料相關(guān)的另一種器件為GaN基激光器，GaN基激光器屬于藍綠激光器，其波長范圍處于海洋窗口，所以在深海通信方面具有很大的應(yīng)用前景，并且藍色激光作為顯示的主要顏色，GaN基藍綠激光器在顯示方面的應(yīng)用也得到人們的關(guān)注，并且已經(jīng)使用在部分商業(yè)化的產(chǎn)品上，但是GaN基激光器屬于一個二極管，在抗干擾能力、抗正向擊穿能力有限。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種Ⅲ族氮化物HEMT與GaN激光器的集成單片及其制作方法，該集成單片可以有效的利用HEMT器件的控制能力和激光器的發(fā)光特性，通過對HEMT器件柵電壓的控制，實現(xiàn)激光器的開啟和關(guān)閉。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

一種Ⅲ族氮化物HEMT與GaN激光器的集成單片，包括集成設(shè)置的Ⅲ族氮化物HEMT和GaN激光器，其中所述GaN激光器包括從下向上依次設(shè)置的N型氮化鎵層、量子阱結(jié)構(gòu)以及P型氮化鎵層，所述量子阱結(jié)構(gòu)內(nèi)分布有有源區(qū)，所述有源區(qū)兩側(cè)分布有諧振腔，所述P型氮化鎵層和N型氮化鎵層還分別與P型電極和N型電極電性連接，所述Ⅲ族氮化物HEMT包括主要由從下向上依次設(shè)置的本征氮化鎵層和勢壘層組成的異質(zhì)結(jié)、漏電極、柵電極和源電極，所述本征氮化鎵層形成在所述P型氮化鎵層上，所述漏電極和源電極分布在勢壘層兩側(cè)，所述柵電極設(shè)置在勢壘層上，所述漏電極和源電極通過形成于所述異質(zhì)結(jié)內(nèi)的二維電子氣連接，所述柵電極分布于源電極和漏電極之間，并且所述源電極還與P型電極電性連接。

在一實施方案之中，所述柵電極與勢壘層之間形成肖特基接觸。

在一實施方案之中，所述異質(zhì)結(jié)內(nèi)于柵電極下方還分布有二維電子氣耗盡區(qū)。即，所述Ⅲ族氮化物HEMT器件為增強型HEMT器件。增強型HEMT器件使器件處于斷開狀態(tài)，極大得增加了集成單片的壽命和安全性。

在一實施方案之中，所述柵電極與勢壘層之間還分布有柵介質(zhì)層。即，所述Ⅲ族氮化物HEMT器件為MIS-HEMT器件。MIS-HEMT器件可增加HEMT器件的驅(qū)動能力和柵擺幅。

其中，所述柵介質(zhì)層的材質(zhì)可以是二氧化硅、氮化硅、氧化鋁，厚度優(yōu)選為10～20nm。

在一實施方案之中，所述N型氮化鎵層形成在襯底上，且所述N型氮化鎵層與襯底之間還分布有緩沖層。

在一實施方案之中，所述量子阱結(jié)構(gòu)主要由氮化鎵層和銦鎵氮層組成。

在一實施方案之中，所述源電極經(jīng)連接電極與P型電極電性連接，所述連接電極的材質(zhì)至少選自金屬及半導(dǎo)體材料，例如，所述金屬包括鋁、鎳金或鈦金，所述半導(dǎo)體材料包括N型氮化鎵，但不限于此。

在一較佳實施方案之中，所述諧振腔的兩側(cè)鍍有光學(xué)薄膜，其中一側(cè)光學(xué)薄膜的反射率大于90％，另一側(cè)光學(xué)薄膜的反射率在48％～52％之間。其中，激光器的激光主要從反射率較小的一側(cè)激射出去。

進一步的，所述Ⅲ族氮化物HEMT包括GaN HEMT器件或AlGaN HEMT器件。

所述Ⅲ族氮化物HEMT與GaN激光器的集成單片的制作方法包括：

在襯底上依次生長緩沖層、N型氮化鎵層、量子阱結(jié)構(gòu)以及P型氮化鎵層；

在P型氮化鎵層上依次生長本征氮化鎵層和勢壘層；

在勢壘層上制作源電極、漏電極和柵電極；

分別在P型氮化鎵層和N型氮化鎵層上制作P型電極和N型電極；

將源電極與P型電極電性連接，并通過劃片方式對生長形成的GaN激光器進行解理以獲得平行的諧振腔。

在一實施方案之中，所述制作方法包括：在制作完成源電極及漏電極后，在勢壘層上形成柵介質(zhì)層。

在一實施方案之中，所述制作方法包括：在制作完成柵電極后，使用凹柵、P型蓋帽層或F注入方式的任一種將柵電極下的二維電子氣耗盡，形成二維電子耗盡區(qū)。

在一實施方案之中，所述制作方法包括：在P型氮化鎵層上采用選區(qū)二次外延方式生長形成本征氮化鎵層和勢壘層。

在一實施方案之中，所述制作方法包括：在襯底上一次外延生長形成緩沖層、N型氮化鎵層、量子阱結(jié)構(gòu)、P型氮化鎵層、本征氮化鎵層和勢壘層。

在本發(fā)明的一實施例中，一種Ⅲ族氮化物HEMT與GaN激光器的集成單片的制造方法包括以下步驟：

(1)材料外延：首先在襯底上使用緩沖層外延，在緩沖層上依次向上生長N型氮化鎵層、由氮化鎵層和銦鎵氮層組成的量子阱結(jié)構(gòu)、P型氮化鎵層，然后使用掩膜方式進行選區(qū)二次外延，即選區(qū)生長Ⅲ族氮化物HEMT結(jié)構(gòu)，其包括本征氮化鎵層、勢壘層；

(2)Ⅲ族氮化物HEMT器件的制作：首先通過光刻方法在勢壘層上形成源電極和漏電極的光刻圖形，然后沉積多層金屬后在890攝氏度30s退火制作源電極及漏電極，最后同樣使用光刻方法形成柵金屬圖形，沉積柵金屬制作柵電極；

(3)GaN激光器電極的制作：通過光刻方法分別在P型氮化鎵層和N型氮化鎵層上形成P型電極和N型電極的光刻圖形，然后沉積金屬制作P型電極和N型電極；

(4)GaN激光器的解理：首先通過沉積金屬或使用導(dǎo)電半導(dǎo)體的方式形成連接電極，將Ⅲ族氮化物HEMT器件的源電極與GaN激光器的P型電極連接在一起，然后通過劃片的方式對GaN激光器進行解理以獲得平行的諧振腔，最后在諧振腔的兩側(cè)鍍上光學(xué)薄膜。

在本發(fā)明的一個實施例中，若所述Ⅲ族氮化物HEMT器件為MIS-HEMT器件，則在上述步驟(2)中，制作完成源電極及漏電極后，在勢壘層上沉積半導(dǎo)體薄膜形成柵介質(zhì)，沉積的方式包括原子層沉積、等離子增強化學(xué)氣相沉積等。

在本發(fā)明的一個實施例中，在上述步驟(4)中，可首先將柵介質(zhì)層刻蝕干凈。

在本發(fā)明的一個實施例中，若所述Ⅲ族氮化物HEMT器件為增強型HEMT器件，則在 上述步驟(2)中，制作完成柵電極后，可使用凹柵、P型蓋帽層和F注入三種方式的任一種將柵電極下的二維電子氣耗盡，形成二維電子耗盡區(qū)。

在本發(fā)明的一個實施例中，在步驟(1)中，所述材料外延的方法包括金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、分子束外延(MBE)。

在本發(fā)明的一個實施例中，步驟(1)的另一種實現(xiàn)方式可以為：在襯底上一次外延出GaN激光器結(jié)構(gòu)和Ⅲ族氮化物HEMT結(jié)構(gòu)，其包括緩沖層、N型氮化鎵層、由氮化鎵層和銦鎵氮組層成的量子阱結(jié)構(gòu)、P型氮化鎵層、本征氮化鎵、勢壘層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括：

(1)本發(fā)明的Ⅲ族氮化物HEMT器件與激光器的集成單片具有較小的器件體積，半導(dǎo)體激光器與其他激光器相比具有體積小的特點，一般體積在微米量級，本發(fā)明的集成中，HEMT器件位于激光器的上方，沒有增加整個器件的尺寸。

(2)本發(fā)明器件的電壓驅(qū)動能力更強，由于控制電壓施加在HEMT的器件的柵電極，并且HEMT器件屬于三端場效應(yīng)晶體管，而激光器屬于半導(dǎo)體二極管，所以我們通過三極管HEMT的柵壓調(diào)節(jié)可以控制激光器的開啟和斷開，HEMT器件柵壓的驅(qū)動能力要高于激光器正極的驅(qū)動能力。

(3)氮化鎵HEMT器件可以工作在較高溫度，氮化鎵屬于第三代寬禁帶半導(dǎo)體，其禁帶寬度為3.4eV(在室溫環(huán)境下)，而硅的禁帶寬度只有1.12eV，所以氮化鎵基器件可以工作在一個較高溫度。

(4)本發(fā)明的器件制作方法可以降低封裝成本，提高器件的可靠性。本發(fā)明器件將Ⅲ族氮化物HEMT器件和GaN基激光器進行單片集成，并且封裝在一起，與兩個獨立器件鏈接的制作方法相比，只需要對整個器件進行一次封裝，降低了封裝的成本，提高器件的可靠性，因此，本發(fā)明在深海通信、深空通信和半導(dǎo)體顯示方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有HEMT器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是現(xiàn)有氮化鎵基激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明HEMT器件與氮化鎵激光器集成單片一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明MIS-HEMT器件與氮化鎵激光器集成單片一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明增強型HEMT器件與氮化鎵激光器集成單片一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記說明：1-襯底，2-緩沖層，3-N型氮化鎵，4-量子阱結(jié)構(gòu)，5-有源區(qū)，6-P型氮化鎵，7-本征氮化鎵，8-二維電子氣，9-勢壘層，10-漏電極，11-柵電極，12-源電極，13-連接電極，14-P型電極，15-N型電極，16-柵介質(zhì)，17-二維電子氣耗盡區(qū)。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述。

為使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，首先對現(xiàn)有的HEMT器件和氮化鎵激光器的結(jié)構(gòu)和工作原理進行簡單描述。

請參閱圖1，對于普通AlGaN/GaN HEMT器件而言，當(dāng)在柵電極11施加零偏壓或者沒有加偏壓時，源電極12和漏電極10都與二維電子氣8相連接，所以器件的源電極12和漏電極10是導(dǎo)通的，器件處于開啟狀態(tài)，一般稱這種器件為耗盡型HEMT器件，也可以稱作常開型HEMT器件。為了使器件處于斷開狀態(tài)，必須使源電極12和漏電極10之間的二維電子氣8耗盡或者某個區(qū)域的二維電子氣耗盡，可以通過在柵電極11施加一定的電壓實現(xiàn)。當(dāng)柵電極11加負偏壓達到Vg<Vth(Vth為器件的閾值電壓，對于普通HEMT器件一般Vth為負值)時，可以耗盡柵電極11下區(qū)域的二維電子氣，從而使器件處于關(guān)斷狀態(tài)。通過施加不同的柵偏壓，就可以實現(xiàn)器件的開啟和斷開。

請參閱圖2，在氮化鎵激光器中，N型電極15制作在N型氮化鎵3上，并且N型電極15與N型氮化鎵3形成歐姆接觸，激光器的P型電極14沉積在P型氮化鎵6上，P型電極14與P型氮化鎵6形成歐姆接觸(歐姆接觸可以通過沉積多層金屬，然后進行高溫退火的方式形成)，在P型氮化鎵6和N型氮化鎵3之間生長有由GaN和InGaN組成的量子阱結(jié)構(gòu)4，在P型電極14的下方是激光器的發(fā)光區(qū)域，稱作有源區(qū)5，在有源區(qū)5的兩側(cè)會有諧振腔(圖中未示出)，諧振腔的兩側(cè)鍍有光學(xué)薄膜，一側(cè)的光學(xué)薄膜的反射率大于90％，另一側(cè)的光學(xué)薄膜的反射率在48％～52％之間，激光器的激光主要從反射率較小的一側(cè)激射出去。當(dāng)電子和空穴在有源區(qū)5進行復(fù)合時，產(chǎn)生的能量以光子的形式釋放，當(dāng)光到達諧振腔表面時，部分光從半導(dǎo)體發(fā)出，同時部分光反射，反射回來的光在半導(dǎo)體中運動，使得電子和空穴形成受激輻射，當(dāng)能量達到一定程度時，并且損耗大于增益時，就會有激光發(fā)射。激光器屬于二極管，激光的強弱受到P型電極14和N型電極15兩邊的電流電壓影響較大，抗干擾能力差，如果在激光器外圍額外使用一個三極管對激光器進行調(diào)制，會增加器件的質(zhì)量和體積，會影響到器件在深空通信方面的應(yīng)用。

本發(fā)明在不改變GaN激光器體積的前提下，將GaN HEMT器件與激光器有機集成，充分利用HEMT的驅(qū)動和柵控特點結(jié)合GaN激光器的發(fā)光特性，可以在通信和顯示領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

實施例1：請參閱圖3，該Ⅲ族氮化物HEMT與GaN激光器的集成單片之中，Ⅲ族氮化物HEMT器件在GaN激光器的外延結(jié)構(gòu)上，其中GaN激光器包括依次從底層到上層依次設(shè)置的襯底1、緩沖層2、N型氮化鎵3、主要由氮化鎵和銦鎵氮組成的量子阱結(jié)構(gòu)4、P型氮化鎵6、與N型氮化鎵3歐姆連接的N型電極15、與P型氮化鎵6歐姆連接的P型電極14、位于P型電極14下方且分布于量子阱結(jié)構(gòu)4內(nèi)部的有源區(qū)5、設(shè)置在有源區(qū)5兩側(cè)的諧振腔(圖中未示出)；Ⅲ族氮化物HEMT器件包括依次從底層到上層的本征氮化鎵7、二維電子氣8、勢壘層9，在勢壘層9上層的兩側(cè)分別有漏電極10、源電極12，兩者均與二維電子氣8連接，漏電極10與源電極12之間設(shè)有柵電極11，柵電極11與勢壘層9肖特基連接；Ⅲ族氮化物HEMT器件與GaN激光器之間通過連接電極13將Ⅲ族氮化物HEMT器件的源電極10與GaN激光器的P型電極14相連接，所述連接電極13為包括鋁、鎳金、鈦金、N型氮化鎵的金屬或半導(dǎo)體材料。在整個集成單片的工作工程中，激光器的N型電極15接低電平，氮化鎵HEMT器件的漏電極10接高電平，在HEMT器件的柵電極11加控制信號，通過在柵電極11上施加不同的偏壓，可以實現(xiàn)源漏電極的開啟和斷開，從而實現(xiàn)激光器的開啟和關(guān)閉，實現(xiàn)電信號向光信號的轉(zhuǎn)換。

該集成單片的制造方法包括以下步驟：

(1)材料外延：首先在襯底1上使用緩沖層2外延，襯底1材料可選擇氮化鎵、藍寶石等，在緩沖層2上依次向上生長N型氮化鎵3、由氮化鎵和銦鎵氮組成的量子阱結(jié)構(gòu)4、P型氮化鎵6，然后使用掩膜方式進行選區(qū)二次外延，即選區(qū)生長Ⅲ族氮化物HEMT結(jié)構(gòu)，其包括本征氮化鎵7、勢壘層9，在整個外延過程中，外延方法包括金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、分子束外延(MBE)；另一種方式為在襯底上一次外延出GaN激光器結(jié)構(gòu)和Ⅲ族氮化物HEMT結(jié)構(gòu)，其包括緩沖層2、N型氮化鎵3、由氮化鎵和銦鎵氮組成的量子阱結(jié)構(gòu)4、P型氮化鎵6、本征氮化鎵7、勢壘層9；

(2)Ⅲ族氮化物HEMT器件的制作：首先通過光刻的方法在勢壘層9上形成源電極12和漏電極10的光刻圖形，然后沉積多層金屬后在890攝氏度30s退火制作源電極12及漏電 極10，多層金屬可選自但不限于沉積鈦/鋁/鎳/金(Ti/Al/Ni/Au 20nm/130nm/50nm/150nm)等，沉積金屬的方式可以選擇電子束蒸發(fā)、濺射、熱蒸發(fā)等方式。最后同樣使用光刻的方法形成柵金屬圖形，沉積柵金屬制作柵電極11，柵金屬可選但不限于使用鎳/金(Ni/Au＝50/150nm)；

(3)GaN激光器電極的制作：通過光刻的方法分別在P型氮化鎵6和N型氮化鎵3上形成P型電極14和N型電極15的光刻圖形，然后沉積金屬制作P型電極14和N型電極15，由于氮化鎵的功函數(shù)較高，所以在選擇金屬的時候，可以選擇但不限于鈦/鉑/金(Ti/Pt/Au)，即可形成較好的歐姆接觸；

(4)GaN激光器的解理：首先通過沉積金屬或使用導(dǎo)電半導(dǎo)體的方式形成連接電極13，將Ⅲ族氮化物HEMT器件的源電極12與GaN激光器的P型電極14連接在一起，然后通過劃片的方式對GaN激光器進行解理，由于半導(dǎo)體存在較好的晶向，可獲得平行的諧振腔，最后在諧振腔的兩側(cè)鍍上光學(xué)薄膜，一般在一側(cè)鍍高反膜，一側(cè)鍍半反膜。

實施例2：

請參閱圖4，該MIS-HEMT器件與GaN激光器的集成單片之中，MIS-HEMT器件在GaN激光器的外延結(jié)構(gòu)上，其中GaN激光器包括依次從底層到上層的襯底1、緩沖層2、N型氮化鎵3、主要由氮化鎵和銦鎵氮組成的量子阱結(jié)構(gòu)4、P型氮化鎵6、與N型氮化鎵3歐姆連接的N型電極15、與P型氮化鎵6歐姆連接的P型電極14、位于P型電極14下方且分布于量子阱結(jié)構(gòu)4內(nèi)部的有源區(qū)5、設(shè)置在有源區(qū)5兩側(cè)的諧振腔(圖中未示出)。其中MIS-HEMT器件包括依次從底層到上層的本征氮化鎵7、二維電子氣8、勢壘層9，在勢壘層9上層的兩側(cè)分別有漏電極10、源電極12，兩者均與二維電子氣8連接，漏電極10與源電極12之間設(shè)有柵電極11，柵電極11與勢壘層9肖特基連接，MIS-HEMT器件還包括在柵電極11與勢壘層9之間的柵介質(zhì)16，目的是提高器件的柵驅(qū)動能力，并且可以有效的減小柵漏電，提高器件的可靠性，所述柵介質(zhì)16為半導(dǎo)體材料，其包括二氧化硅、氮化硅、氧化鋁，柵介質(zhì)16的厚度為10～20nm；MIS-HEMT器件與GaN激光器之間通過連接電極13將MIS-HEMT器件的源電極10與GaN激光器的P型電極14相連接，所述連接電極13為包括鋁、鎳金、鈦金、N型氮化鎵的金屬或半導(dǎo)體材料。在整個集成單片的工作工程中，激光器的N型電極15接低電平，氮化鎵HEMT器件的漏電極10接高電平，在HEMT器件的柵電極11加控制信號，通過在柵電極11上施加不同的偏壓，可以實現(xiàn)源漏電極的開啟和斷開，從而實現(xiàn)激光器的開啟和關(guān)閉，實現(xiàn)電信號向光信號的轉(zhuǎn)換。使用MIS-HEMT器件與氮化鎵激光器的單片集成有效的提高了器件的驅(qū)動能力，減小了柵的漏電。

該集成單片的制造方法包括以下步驟：

(1)材料外延：首先在襯底1上使用緩沖層2外延，襯底1材料可選擇氮化鎵、藍寶石等，在緩沖層2上依次向上生長N型氮化鎵3、由氮化鎵和銦鎵氮組成的量子阱結(jié)構(gòu)4、P型氮化鎵6，然后使用掩膜方式進行選區(qū)二次外延，即選區(qū)生長Ⅲ族氮化物HEMT結(jié)構(gòu)，其包括本征氮化鎵7、勢壘層9，在整個外延過程中，外延方法包括金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、分子束外延(MBE)；另一種方式為在襯底上一次外延出GaN激光器結(jié)構(gòu)和Ⅲ族氮化物HEMT結(jié)構(gòu)，其包括緩沖層2、N型氮化鎵3、由氮化鎵和銦鎵氮組成的量子阱結(jié)構(gòu)4、P型氮化鎵6、本征氮化鎵7、勢壘層9；

(2)MIS-HEMT器件的制作：首先通過光刻的方法在勢壘層9上形成源電極12和漏電極10光刻圖形，然后沉積多層金屬后在890攝氏度30s退火制作源電極12及漏電極10，多層金屬可選自但不限于沉積鈦/鋁/鎳/金(Ti/Al/Ni/Au 20nm/130nm/50nm/150nm)等，沉積金屬的方式可以選擇電子束蒸發(fā)、濺射、熱蒸發(fā)等方式。制作完成源電極12及漏電極10后，在勢壘層9上沉積半導(dǎo)體薄膜形成柵介質(zhì)16，可以選擇但不限于氧化鋁、氮化硅、氧化硅等半導(dǎo)體薄膜，沉積的方式可以選擇原子層沉積、等離子增強化學(xué)氣相沉積等，厚度在10-20nm。最后同樣使用光刻的方法形成柵金屬圖形，沉積柵金屬制作柵電極11，柵金屬可選但不限于使用鎳/金(Ni/Au＝50/150nm)；

(3)GaN激光器電極的制作：通過光刻的方法分別在P型氮化鎵6和N型氮化鎵3上形成P型電極14和N型電極15的光刻圖形，然后沉積金屬制作P型電極14和N型電極15，由于氮化鎵的功函數(shù)較高，所以在選擇金屬的時候，可以選擇但不限于鈦/鉑/金(Ti/Pt/Au)，即可形成較好的歐姆接觸；

(4)GaN激光器的解理：首先將柵介質(zhì)層刻蝕干凈，通過沉積金屬或使用導(dǎo)電半導(dǎo)體的方式形成連接電極13，將MIS-HEMT器件的源電極12與GaN激光器的P型電極14連接在一起，然后通過劃片的方式對GaN激光器進行解理，由于半導(dǎo)體存在較好的晶向，可獲得平行的諧振腔，最后在諧振腔的兩側(cè)鍍上光學(xué)薄膜，一般在一側(cè)鍍高反膜，一側(cè)鍍半反膜。

實施例3：

請參閱圖5，該增強型HEMT器件與GaN激光器的集成單片之中，增強型HEMT器件在GaN激光器的外延結(jié)構(gòu)上，其中GaN激光器包括依次從底層到上層的襯底1、緩沖層2、N型氮化鎵3、主要由氮化鎵和銦鎵氮組成的量子阱結(jié)構(gòu)4、P型氮化鎵6，與N型氮化鎵3歐姆連接的N型電極15、與P型氮化鎵6歐姆連接的P型電極14、位于P型電極14下方且 分布于量子阱結(jié)構(gòu)4內(nèi)部的有源區(qū)5、設(shè)置在有源區(qū)5兩側(cè)的諧振腔(圖中未示出)；增強型HEMT器件包括依次從底層到上層的本征氮化鎵7、二維電子氣8、勢壘層9，在勢壘層9上層的兩側(cè)分別有漏電極10、源電極12，兩者均與二維電子氣8連接，漏電極10與源電極12之間設(shè)有柵電極11，柵電極11與勢壘層9肖特基連接，增強型HEMT器件還包括在本征氮化鎵與勢壘層之間的二維電子氣耗盡區(qū)17；增強型HEMT器件與GaN激光器之間通過連接電極13將增強型HEMT器件的源電極10與GaN激光器的P型電極14相連接，所述連接電極13為包括鋁、鎳金、鈦金、N型氮化鎵的金屬或半導(dǎo)體材料。在整個集成單片的工作工程中，激光器的N型電極15接低電平，氮化鎵HEMT器件的漏電極10接高電平，在HEMT器件的柵電極11加控制信號，通過在柵電極11上施加不同的偏壓，可以實現(xiàn)源漏電極的開啟和斷開，從而實現(xiàn)激光器的開啟和關(guān)閉，實現(xiàn)電信號向光信號的轉(zhuǎn)換。在柵壓為0V或者沒有柵壓的情況下，源電極12和漏電極10不能通過二維電子氣導(dǎo)通，所以器件在一般情況下處于關(guān)閉狀態(tài)，極大得增加了集成單片的壽命和安全性。

該集成單片的制造方法包括以下步驟：

(1)材料外延：首先在襯底1上使用緩沖層2外延，襯底1材料可選擇氮化鎵、藍寶石等，在緩沖層2上依次向上生長N型氮化鎵3、由氮化鎵和銦鎵氮組成的量子阱結(jié)構(gòu)4、P型氮化鎵6，然后使用掩膜方式進行選區(qū)二次外延，即選區(qū)生長Ⅲ族氮化物HEMT結(jié)構(gòu)，其包括本征氮化鎵7、勢壘層9，在整個外延過程中，外延方法包括金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、分子束外延(MBE)；另一種方式為在襯底上一次外延出GaN激光器結(jié)構(gòu)和增強型HEMT結(jié)構(gòu)，其包括緩沖層2、N型氮化鎵3、由氮化鎵和銦鎵氮組成的量子阱結(jié)構(gòu)4、P型氮化鎵6、本征氮化鎵7、勢壘層9；

(2)增強型HEMT器件的制作：首先通過光刻的方法在勢壘層9上形成源電極12和漏電極10的光刻圖形，然后沉積多層金屬后在890攝氏度30s退火制作源電極12及漏電極10，多層金屬可選自但不限于沉積鈦/鋁/鎳/金(Ti/Al/Ni/Au 20nm/130nm/50nm/150nm)等，沉積金屬的方式可以選擇電子束蒸發(fā)、濺射、熱蒸發(fā)等方式。最后同樣使用光刻的方法形成柵金屬圖形，沉積柵金屬制作柵電極11，柵金屬可選但不限于使用鎳/金(Ni/Au＝50/150nm)，制作完成柵電極11后，使用凹柵、P型蓋帽層和F注入三種方式的任一種將柵電極11下的二維電子氣8耗盡，形成二維電子耗盡區(qū)17。；

(3)GaN激光器電極的制作：通過光刻的方法分別在P型氮化鎵6和N型氮化鎵3上形成P型電極14和N型電極15的光刻圖形，然后沉積金屬制作P型電極14和N型電極15， 由于氮化鎵的功函數(shù)較高，所以在選擇金屬的時候，可以選擇但不限于鈦/鉑/金(Ti/Pt/Au)，即可形成較好的歐姆接觸；

(4)GaN激光器的解理：首先通過沉積金屬或使用導(dǎo)電半導(dǎo)體的方式形成連接電極13，將增強型HEMT器件的源電極12與GaN激光器的P型電極14連接在一起，然后通過劃片的方式對GaN激光器進行解理，由于半導(dǎo)體存在較好的晶向，可獲得平行的諧振腔，最后在諧振腔的兩側(cè)鍍上光學(xué)薄膜，一般在一側(cè)鍍高反膜，一側(cè)鍍半反膜。

本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特征已揭示如上，然而熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本發(fā)明的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾，因此，本發(fā)明保護范圍應(yīng)不限于實施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修飾，并為本專利申請權(quán)利要求所涵蓋。