近些年随着Ⅲ-Ⅴ族半导体工艺的日趋成熟，AlGaInP衬底半导体发光二级管（Light-emitting Diode，LED）以其性能优良、市场价值高等的优点得到了迅速发展。目前，研究主题更是聚焦于高亮度、大功率、高效率、可靠性以及低成本等方向。于是在1992年，提出了一种利用简单且低成本的方法实现高效率的谐振腔发光二级管(Resonant-cavity Light-emitting Diode，RCLED)概念和结构。其有源区位于谐振腔中，微腔效应使有源区的自发辐射光在腔中形成共振，从而提高出射光的光谱纯度，改善光辐射方向性，并增加外量子效率。RCLED由三个基本部分组成:高反射率的下反射镜、中等反射率的上反射镜和包含发光有源区的谐振腔。F-P光学谐振腔是由多对分布式布拉格反射镜(DistributedBragg Reflector，DBR)组成的腔体。与传统LED相比，RCLEDs具有更窄的光谱线宽，更小的远场发散角，更高的亮度及发光效率;与垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface-emitting Laser，VCSEL)相比，RCLED热稳定性好，这就不需要热电冷却器维持可靠性，减少了复杂的外延及后续工艺，故成本比VCSEL低得多。基于以上诸多优点，RCLEDs在性价比方面成为半导体激光器和半导体发光二级管之间一个很好的折衷，作为一种理想光源受到了越来越多的关注。　　随着对RCLED研究的不断深入，其性能的不断提高，市场对RCLED各方面的性能提出了更高要求。本文对RCLED进行工艺及结构优化，包括窗口层表面粗化及电极结构优化，以提高RCLEDs的光电性能。在北京市教育委员会科技计划面上项目（批准号:PXM2011_014204_09_000065）和北京市属市管高等学校人才强教计划资助项目等的支持下，本论文参照国内外在RCLED领域的研究经验，配合实验室现有条件，多次试验，成功制作出了AlGaInP材料系的RCLED，器件发光良好，工作压降较低，达到了一定的输出光功率，为本项目的进一步深入研究提供了理论依据、实验基础以及相关工艺参数。具体工作如下:　　第一，对RCLED的概念、微腔效应、介质层中偶极子的非自发辐射、Purcell效应等方面进行了系统介绍。阐述了RCLED设计中需要遵循的6个基本准则。　　第二，研究学习LED的基本工艺，归纳各工艺特点，并参照国内外RCLED的制备经验，结合实验室现有条件，完成常规RCLED的制备。　　第三，针对制作好的RCLEDs电光转换效率低、电流扩展不好的情况，改进RCLED结构及工艺，具体包括利用反转剥离法制作网格电极和淀积SiO2电流阻挡层结构。测试结果表明，通过结构和工艺优化后的器件光输出功率达到了3.78mW，是常规RCLED的1.54倍。　　第四，研究学习纳米氧化锌(ZnO)结构及应用、表面粗化技术和水热法制备纳米ZnO技术，结合实验室现有条件，利用水热法在N型GaAs衬底上生长纳米ZnO结构，对生长好的外延片进行AFM扫描观测，分析前驱体溶液浓度及生长温度等生长条件，结合光学特性，最终选中粗糙度为300nm的纳米ZnO结构。　　第五，为了进一步提高器件的光提取效率，我们在研究了常规RCLED窗口层之后，利用纳米ZnO改进了常规窗口层。测试结果表明，纳米ZnO窗口层RCLED的光提取效率得到了明显提高，其中当注入电流为20mA时，轴向光强增加了22mcd，光输出功率增加了23％。