S卩B为基极,C为集电极,在它们的交界面形成空间电荷区称为BC结)扫走,有效减少了所述高出光效率的高调制发光二极管的扩散电容,提升了所述高出光效率的高调制发光二极管的响应速度;同时,由于量子阱层结构的改变会使更多的载流子进行辐射复合,在大电流下可以有效的提升所述高出光效率的高调制发光二极管的内量子效率。
[0033]三、本发明通过湿法腐蚀方法对第二氮化镓接触层进行粗化处理形成凸起微结构的粗糙表面,然后外延生长所述导电层,所述第二氮化镓接触层为出光层,对出光表面进行粗化处理,减少光线在发光二极管芯片内部进行全发射的几率,提高了其外量子效率,从而提升所述发光二极管芯片的出光效率。
【【附图说明】】
[0034]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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发明的一些实施例,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它的附图,其中:
[0035]图1是本发明提供的高出光效率的高调制发光二极管的结构示意图;
[0036]图2是图1所示高出光效率的高调制发光二极管的衬底和发光外延结构示意图;
[0037]图3(a)是现有技术发光晶体管的量子阱层结构示意图;
[0038]图3(b)是图2所示高出光效率的高调制发光二极管的量子阱层结构示意图;
[0039]图4是本发明提供的高出光效率的高调制发光二极管的制备方法流程图;
[0040]图5是图4所示高出光效率的高调制发光二极管的制备方法中步骤四的流程图。
【【具体实施方式】】
[0041]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0042]请同时参阅图1和图2,图1是本发明提供的高出光效率的高调制发光二极管的结构示意图,图2是图1所示高出光效率的高调制发光二极管的衬底和发光外延结构示意图。
[0043]所述高出光效率的高调制发光二极管包括发光二极管芯片100,所述发光二极管芯片100包括衬底110、发光外延结构130、集电极150、基极170及发射极190,所述发光外延结构130设于所述衬底110的外延生长面。
[0044]所述衬底110为蓝宝石衬底,在本实施例中,所述衬底110为2寸蓝宝石衬底。
[0045]所述发光外延结构130包括依次叠设的第一 N型半导体层131、第一 P型半导体层133、量子阱层135、第二 P型半导体层136、第二 N型半导体层137及导电层139。其中,
[0046]所述第一N型半导体层131包括依次叠设的氮化镓缓冲层1311、重掺杂N型氮化镓接触层1313及氮化镓耗尽层1315,所述重掺杂N型氮化镓接触层1313夹设于所述氮化镓缓冲层1311与所述氮化镓耗尽层1315之间,所述氮化镓缓冲层1311设于所述衬底110,所述氮化镓缓冲层1311为非故意掺杂缓冲层,所述重掺杂N型氮化镓接触层1313为重掺杂硅掺质的氮化镓层,所述氮化镓耗尽层1315为非故意掺杂耗尽层。
[0047]所述第一P型半导体层133包括依次叠设的P型铝镓氮电子阻挡层1331、P型接触层1333及P型铟镓氮层1335,所述P型接触层1333夹设于所述P型铝镓氮电子阻挡层1331和P型铟镓氮层1335之间,所述P型铝镓氮电子阻挡层1331设于所述氮化镓耗尽层1315远离所述重掺杂N型氮化镓接触层的表面,所述P型铝镓氮电子阻挡层1331,其分式子为Al0.15GaQ.85N,所述P型接触层1333为重掺杂P型接触层,所述P型铟镓氮层1335为重掺杂镁的铟镓氮层,其分式子为In0.05Ga0.95N ;
[0048]所述量子讲层135为4周期未惨杂的In0.2Ga0.8N/In().()5Ga().95N/GaN量子讲层,其设于所述P型铟镓氮层1335的表面;
[0049]所述第二P型半导体层136为P型重掺杂镁的铟镓氮层,其分子式为In0.Q5Ga().95N;
[0050]所述第二 N型半导体层137包括N型氮化镓层1371及第二氮化镓接触层1373,所述N型氮化镓层137设于所述第二 P型半导体层136远离所述量子阱层135的表面,所述第二氮化镓接触层1373为重掺杂硅的氮化镓层。
[0051]所述第二氮化镓接触层1373靠近所述导电层139的表面形成凸起微结构的粗糙表面,所述第二氮化镓接触层1373为出光层,对出光表面进行粗化处理,减少光线在发光二极管芯片内部进行全发射的几率,提高了其外量子效率,从而提升所述高出光效率的高调制发光二极管的出光率。
[0052]所述导电层139为氧化铟锡透明导电层,其设于所述第二氮化镓接触层1373的表面。
[0053]所述集电极150设于所述第一N型半导体层131,具体地设于所述重掺杂N型氮化镓接触层1313远离所述氮化镓缓冲层1311的表面。在本实施例中,其数量为两个,对称设置于所述氮化镓耗尽层1315的两侧。
[0054]所述基极170设于所述P型接触层1333远离所述P型铝镓氮电子阻挡层1331的表面。在本实施例中,其数量为两个,对称设置于所述P型重掺杂铟镓氮层1335的两侧。
[0055]所述发射极190设于所述导电层139。本实施例中,其数量为两个,对称设置于所述导电层139远离所述第二氮化镓接触层1373的一侧表面。
[0056]请结合参阅图3(a)和图3(b),图3(a)是现有技术发光晶体管的量子阱层结构示意图,图3(b)是图2所示高出光效率的高调制发光二极管的量子阱层结构示意图。将所述量子阱层135的结构进行了改变,改变后的量子阱层结构会使更多的载流子进行辐射复合。
[0057]本发明提供的尚出光效率的尚调制发光一■极管具有尚出光效率的原理如下:本发明将传统平面发光二极管结构与HBT结构相结合,对所述高出光效率的高调制发光二极管的电极通入大电流时,在量子阱层有源发光区只留下快速复合发光的载流子,而没有被复合的载流子则会被BC结(S卩B为基极,C为集电极,在它们的交界面形成空间电荷区称为BC结)扫走,有效减少了所述高出光效率的高调制发光二极管的扩散电容,提升了所述高出光效率的高调制发光二极管的响应速度;同时,由于量子阱层结构的改变会使更多的载流子进行辐射复合,在大电流下可以有效地提升所述高出光效率的高调制发光二极管的内量子效率,从而提高出光效率。
[0058]请参阅图4及图5,图4是本发明提供的高出光效率的高调制发光二极管的制备方法流程图,图5是图4所示高出光效率的高调制发光二极管的制备方法中步骤四的流程图。
[0059]基于上述高出光效率的高调制发光二极管的结构,本发明同时提供一种高出光效率的高调制发光二极管的制备方法,步骤如下:
[0060]步骤S1、提供一衬底,在所述衬底的外延生长面生长发光外延结构得到外延片:
[0061]具体为:在所述衬底的外延生长面采用金属有机化学气相外延沉积生长技术依次外延生长第一 N型半导体层、第一 P型半导体层、量子阱层、第二 P型半导体层、第二 N型半导体层,所述衬底为蓝宝石衬底,其中:
[0062]第一N型半导体层包括氮化镓缓冲层、氮化镓耗尽层及夹设于所述氮化镓缓冲层与所述氮化镓耗尽层之间的重掺杂N型氮化镓接触层,所述氮化镓缓冲层设于所述衬底;
[0063]所述第一 P型半导体层包括P型铝镓氮电子阻挡层、P型铟镓氮层及夹设于所述P型铝镓氮电子阻挡层和P型铟镓氮层之间的P型接触层,所述P型铝镓氮电子阻挡层设于所述氮化镓耗尽层;
[0064]所述量子讲层为未惨杂的In0.2Ga0.8N/In().()5Ga().95N/GaN量子讲层;
[0065]所述第二P型半导体层为重掺镁的铟镓氮层;
[0066]所述第二N型半导体层包括N型氮化镓层及第二氮化镓接触层,所述N型氮化镓层设于所述第二 P型半导体层。
[0067]步骤S2、通过高温退火激活步骤SI得到的所述外延片中的所述第一 P型半导体层及所述第二 P型半导体层。
[0068]采用高温退火激活外延片中的P型层,可以获得较高的P型空穴浓度。
[0069]步骤S3、通过湿法腐蚀方法对所述第二氮化镓接触层进行粗化处理形成具有凸起微结构的粗糙表面,然后外延生长所述导电层得到基片。
[0070]步骤S4、通过刻蚀工艺、光刻工艺形成集电极接触台面和基极接触台面,具体包括以下步骤;
[0071]步骤S41、通过刻蚀工艺、光刻工艺形成集电极接触台面:
[0072]将