[发明专利]高速调制发光二极管及其制造方法

权利要求书

1.一种高速调制发光二极管，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缓冲层、第一N型氮 化镓接触层、氮化镓耗尽层、P型铝镓氮电子阻挡层、第一P型铟 镓氮层、量子阱层、第二P型铟镓氮层、N型氮化镓层、第二N型 氮化镓接触层和导电层，所述缓冲层叠设于所述衬底的外延生长面 上，所述量子阱层为未掺杂的In_0.2Ga_0.8N/In_0.05Ga_0.95N量子阱层和 沉积四周期浓度为5×10¹⁷cm_-³的硅掺杂势垒的铟镓氮/氮化镓量子阱 层中的任意一种，所述集电极设于所述第一N型氮化镓接触层，所 述基极设于所述第二P型铟镓氮层，所述发射极设于所述导电层。

2.根据权利要求1所述的高速调制发光二极管，其特征在于， 所述第一P型铟镓氮层和所述第二P型铟镓氮层均为重掺的P型 In_0.05Ga_0.95N基极，材料为重掺杂镁杂质的铟镓氮，掺杂浓度为 3×10¹⁹cm_-³。

3.根据权利要求1所述的高速调制发光二极管，其特征在于， 所述衬底的材质为蓝宝石，所述缓冲层、所述氮化镓耗尽层和所述 N型氮化镓层的材料均为非故意掺杂氮化镓，所述第一N型氮化镓 接触层和所述第二N型氮化镓接触层的材料均为重掺杂硅杂质的氮 化镓，掺杂浓度为3×10¹⁷cm_-³，所述P型铝镓氮电子阻挡层的材料 为Al_0.15Ga_0.85N，所述导电层为氧化铟锡透明导电层。

4.根据权利要求1所述的高速调制发光二极管，其特征在于， 所述第一N型氮化镓接触层包括设于其表面的集电极接触台面，所 述第二P型铟镓氮层包括设于其表面的基极接触台面。

5.根据权利要求4所述的高速调制发光二极管，其特征在于， 所述集电极设于所述集电极接触台面，所述基极设于所述基极接触 台面。

6.一种如权利要求1-5中任一所述的高速调制发光二极管的制 造方法，其特征在于，包括以下步骤：

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 构形成基片，其中所述发光外延结构包括依次叠设的缓冲层、第一 N型氮化镓接触层、氮化镓耗尽层、P型铝镓氮电子阻挡层、第一 P型铟镓氮层、量子阱层、第二P型铟镓氮层、N型氮化镓层、第 二N型氮化镓接触层和导电层，所述缓冲层叠设于所述衬底的外延 生长面上，所述量子阱层为未掺杂的In_0.2Ga_0.8N/In_0.05Ga_0.95N量子 阱层和沉积四周期浓度为5×10¹⁷cm_-³的硅掺杂势垒的铟镓氮/氮化镓 量子阱层中的任意一种；

步骤二、通过蚀刻工艺处理步骤一中制备的带发光外延结构的 基片，通过刻蚀技术形成基极接触台面、集电极接触台面，再通过 蒸镀欧姆接触电极设置基极、集电极及发射极，制成高速调制发光 二极管。

7.根据权利要求6所述的高速调制发光二极管的制造方法，其 特征在于，所述步骤一具体包括以下步骤：

在衬底上依次生长缓冲层、第一N型氮化镓接触层、氮化镓耗 尽层、P型铝镓氮电子阻挡层、第一P型铟镓氮层、未掺杂的 In_0.2Ga_0.8N/In_0.05Ga_0.95N量子阱层、第二P型铟镓氮层、N型氮化 镓层、第二N型氮化镓接触层和导电层，外延生长过程结束后，对 外延结构进行700摄氏度左右的高温退火激活P型铝镓氮电子阻挡 层、第一P型铟镓氮层和第二P型铟镓氮层。