步骤S3处理得到的基片涂覆正胶形成第一掩膜版，再将所述第一掩膜版进行第一次光刻，即曝光后显影，进行去胶工艺，使要形成集电极接触台面的胶被去掉，其余未曝光部分的胶被保留下来，形成要刻的图形，然后进行刻蚀工艺，以形成集电极接触台面；即刻蚀所述基片至裸露出所述第一氮化镓接触层；
[0073]步骤S42、通过刻蚀工艺、光刻工艺形成基极接触台面:
[0074]将形成集电极接触台面后的基片涂覆正胶形成第二掩膜版，再将所述第二掩膜版进行第二次光刻，即曝光后显影，进行去胶工艺，使要形成基极接触台面的胶被去掉，其余未曝光部分的胶被保留下来，形成要刻的图形，然后进行刻蚀工艺，以形成基极电极接触台面;即刻蚀所述基片至裸露出所述P型接触层。
[0075]步骤S5、在导电层表面形成发射极:
[0076]在步骤S4处理得到的已形成集电极接触台面和基极电极接触台面的基片上旋涂光刻胶，曝光后露出发射极接触台面，蒸镀欧姆接触电极，在所述导电层远离所述第二 N型半导体层的表面形成发射极；
[0077]步骤S6、在P型接触层表面形成基极:
[0078]在步骤S5处理得到的基片上旋涂光刻胶，曝光后露出基极接触台面，蒸镀欧姆接触电极，在所述P型接触层远离所述P型铝镓氮电子阻挡层的表面形成基极；
[0079]步骤S7、在第一氮化镓接触层表面形成集电极:
[0080]在步骤S6处理得到的基片上旋涂光刻胶，曝光后露出集电极接触台面，蒸镀欧姆接触电极，在所述第一 N型半导体层中的所述第一氮化镓接触层表面远离所述衬底的表面形成集电极。本发明提供的尚出光效率的尚调制发光一■极管及其制备方法具有以下有益效果:
[0081]—、所述第一 P型半导体层133包括P型铝镓氮电子阻挡层1331、P型铟镓氮层1335及夹设于所述P型铝镓氮电子阻挡层1331和P型铟镓氮层1335之间的P型接触层1333，所述基极170设于所述P型接触层1333，所述量子阱层135为未掺杂的In0.2GaQ.8N/InQ.Q5Ga0.95N/GaN量子阱层，本发明通过改善基区结构和量子阱层结构来提高器件的量子效率;在具有高调制带宽的同时，提升了高速调制发光二极管的出光效率。
[0082]二、本发明提供的所述高出光效率的高调制发光二极管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。
[0083]三、本发明通过湿法腐蚀方法对所述第二氮化镓接触层1373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139，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，减少光线在所述发光二极管芯片100内部进行全发射的几率，提尚了其外量子效率，从而提升所述发光二极管芯片100的出光率。
[0084]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高出光效率的高调制发光二极管，其特征在于，包括发光二极管芯片，所述发光二极管芯片包括衬底、发光外延结构、集电极、基极及发射极，所述发光外延结构包括依次叠设的第一 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型半导体层及导电层，所述第一 N型半导体层叠设于所述衬底的外延生长面上，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叠设于所述第一 N型半导体层上，所述量子讲层为未掺杂的In0.2Ga0.8N/In().()5Ga().95N/GaN量子讲层，所述集电极设于所述第一N型半导体层，所述基极设于所述P型接触层，所述发射极设于所述导电层。2.根据权利要求1所述的高出光效率的高调制发光二极管，其特征在于，所述P型铝镓氮电子阻挡层为P型Al0.15Ga0.85N电子阻挡层。3.根据权利要求1所述的高出光效率的高调制发光二极管，其特征在于，所述第一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，所述缓冲层叠设于所述衬底的外延生长面上。4.根据权利要求3所述的高出光效率的高调制发光二极管，其特征在于，所述集电极设于所述重掺杂N型氮化镓接触层远离所述氮化镓缓冲层的表面。5.根据权利要求1所述的高出光效率的高调制发光二极管，其特征在于，所述第二P型半导体层为重掺镁的铟镓氮层。6.根据权利要求1所述的高出光效率的高调制发光二极管，其特征在于，所述第二N型半导体层包括叠设的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型半导体层远离所述量子阱层的表面，所述第二氮化镓接触层为重掺杂硅的氮化镓层。7.根据权利要求6所述的高出光效率的高调制发光二极管，其特征在于，所述第二氮化镓接触层靠近所述导电层的表面为具有凸起微结构的粗糙表面。8.—种高出光效率的高调制发光二极管的制备方法，其特征在于，包括: 步骤一、提供衬底，在所述衬底的外延生长面生长发光外延结构得到外延片，其中所述发光外延结构包括依次叠设于所述衬底的第一 N型半导体层、第一 P型半导体层、量子阱层、第二 P型半导体层及第二 N型半导体层，所述第一 P型半导体层包括P型铝镓氮电子阻挡层、P型重掺杂的铟镓氮层及夹设于所述P型铝镓氮电子阻挡层和P型铟镓氮层之间的重掺杂P型接触层，所述P型铝镓氮电子阻挡层叠设于所述第一 N型半导体层，所述量子阱层为未掺杂的In0.2Ga0.8N/InQ.Q5Ga0.95N/GaN量子阱层，所述第二 N型半导体层包括叠设的N型氮化镓层及第二氮化镓接触层； 步骤二、通过高温退火激活步骤一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； 步骤三、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，然后外延生长导电层得到基片； 步骤四、将所述基片通过刻蚀工艺、光刻工艺形成集电极接触台面和基极接触台面； 步骤五、将已形成集电极接触台面和基极接触台面的基片上旋涂光刻胶，曝光后露出发射极接触台面，蒸镀欧姆接触电极，在所述导电层远离所述第二 N型半导体层的表面形成发射极； 步骤六、在步骤五处理得到的基片上旋涂光刻胶，曝光后露出基极接触台面，蒸镀欧姆接触电极，在所述重掺杂P型接触层远离所述P型铝镓氮电子阻挡层的表面形成基极； 步骤七、在步骤六处理得到的基片上旋涂光刻胶，曝光后露出集电极接触台面，蒸镀欧姆接触电极，在所述第一 N型半导体层远离所述衬底的表面形成集电极。9.根据权利要求8所述的高出光效率的高调制发光二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤一采用金属有机化学气相外延沉积生长技术生长所述发光外延结构。10.根据权利要求8所述的高出光效率的高调制发光二极管的制备方法，其特征在于，步骤四包括以下步骤: 通过刻蚀工艺、光刻工艺形成集电极接触台面:将所述基片涂覆正胶形成第一掩膜版，再将所述第一掩膜版进行第一次光刻和蚀刻工艺，以形成集电极接触台面； 通过刻蚀工艺、光刻工艺形成基极接触台面:将形成集电极接触台面后的基片涂覆正胶形成第二掩膜版，再将所述第二掩膜版进行第二次光刻和刻蚀工艺，以形成基极接触台面。
【专利摘要】本发明提供一种高出光效率的高调制的发光二极管及其制备方法。所述高出光效率的高调制发光晶体管包括发光二极管芯片，发光二极管芯片包括衬底、发光外延结构、集电极、基极及发射极，发光外延结构设于衬底之上，发光外延结构依次包括第一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型半导体层及导电层，所述第一P型半导体层包括P型铝镓氮电子阻挡层、P型接触层及P型铟镓氮层，量子阱层为未掺杂的In0.2Ga0.8N/In0.05Ga0.95N/GaN量子阱层，集电极设于第一N型半导体层，基极设于P型接触层，发射极设于导电层。本发明提供的发光二极管具有高出光效率和高速调制的优点。
【IPC分类】H01L33/00, H01L33/22, H01L21/77, H01L27/15, H01L33/04
【公开号】CN105655454
【申请号】
【发明人】尹以安, 郭德霄, 范广涵
【申请人】华南师范大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月29日