有源垒层掺Mg的外延结构及制备方法和芯片技术

本发明专利技术涉及发光二极管制造领域，公开了一种有源垒层掺Mg的外延结构及制备方法和芯片，其外延结构包括衬底，以及依次位于其上的缓冲层，未掺杂U型GaN层，GaN层，有源层，p型GaN层及p型接触层；所述有源层从下至上依次为有源阱层和有源垒层交替生长形成，其中，有源垒层包括掺Si有源垒层和至少一层的掺Mg有源垒层。本发明专利技术利用阱层和垒层交替层叠而成的有源层结构，并至少在其中一个量子垒中通入一定量的Mg，让有源垒层中的空穴向两侧量子阱中迁移，改善只有后几个阱发光的情况，从而提升内量子效率，提升发光效率。提升发光效率。提升发光效率。

【技术实现步骤摘要】
有源垒层掺Mg的外延结构及制备方法和芯片


[0001]本专利技术涉及半导体LED制造领域，特别涉及一种有源垒层掺Mg的外延结构及制备方法和芯片。

技术介绍

[0002]目前，GaN基发光二极管已经大量应用于固态照明领域以及显示领域，吸引着越来越多的人关注。GaN基发光二极管已经实现工业化生产、在背光源、照明、景观灯等方面都有应用。而外延片作为制造发光二极管的重要部件，现有的发光二极管外延片包括衬底、以及依次位于衬底上的缓冲层、未掺杂U型GaN层，GaN层，有源层，p型GaN层及p型接触层。其中，由于空穴的质量比电子大，所以空穴移动速度慢，电子移动速度快，P层掺杂活化效率相对较低，导致空穴迁移率比较低，迁移率低导致P型层提供的空穴在耗尽区能量损失相对比较大。以至于发光效率只在靠近P型层附近的几个量子阱发光，远离P型层的阱无法实现理想的发光效率，导致发光二极管整体内量子效率差。另外有源层中存在由极化效应导致的量子限制斯塔克效应，使得电子和空穴在空间上的波函数分离，从而导致电子和空穴的辐射复合效率偏低，影响发光二极管的内量子效率。
[0003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有源垒层掺Mg的外延结构，包括衬底（10），以及依次位于衬底（10）上的缓冲层（20），未掺杂U型GaN层（30），GaN层（40），有源层（50），p型GaN层（60）及p型接触层（70）；其特征在于，所述有源层（50）从下至上依次为有源阱层（501）和有源垒层（502）交替生长形成，其中，有源垒层包括掺Si有源垒层（5021）和至少一层掺Mg有源垒层（5022）。2. 根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述掺Mg有源垒层（5022）为MgGaN/ MgAl
x1
Ga
(1
‑
x1)
N /MgAl
x2
Ga
(1
‑
x2)
N 三层复合层的超晶格结构，其中0.05<x1<0.15，0.1<x2<0.25，x1＜x2。3. 根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述掺Mg有源垒层（5022）为MgGaN/ MgAl
x1
Ga
(1
‑
x1)
N /MgAl
x2
Ga
(1
‑
x2)
N与N型GaN结构组成的四层复合层的超晶格结构，其中0.05<x1<0.15，0.1<x2<0.25，x1＜x2。4.根据权利要求3所述的外延结构，其特征在于，所述N型GaN的Si掺杂浓度为所述掺Si有源垒层（5021）Si掺杂浓度的1/2；和/或，所述N型GaN层的总厚度为30~40
ꢀÅ
。5. 根据权利要求2或3所述的外延结构，其特征在于，所述掺Mg有源垒层（5022）中，所述MgGaN层的总厚度为50~70
ꢀÅ
；所述MgAl
x1
Ga
(1

【专利技术属性】
技术研发人员：吕腾飞，郭园，展望，芦玲，
申请(专利权)人：淮安澳洋顺昌光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：