一种GaN量子点掺杂渐变高Al组分的p型AlGaN材料及其制备方法技术

本申请提供的GaN量子点掺杂渐变高Al组分的p型AlGaN材料及其制备方法，包括自下至上依次层叠设置的衬底、AlN缓冲层、AlN/AlGaN超晶格应力释放层、Al组分固定的本征AlGaN层、GaN量子点渐变Al组分p型层及p‑GaN金属接触层，所述的GaN量子点渐变Al组分p型层为从下至上依次设计的多层结构，每层材料均为非故意掺杂的Al<subgt;x</subgt;Ga<subgt;1‑x</subgt;N材料，且多层AlGaN材料Al组分沿生长方向逐渐减少，相邻不同Al组分的AlGaN非故意掺杂层之间为掺杂Mg的GaN量子点层，本发明专利技术提供的p型AlGaN材料使得量子点中的受主杂质几乎全部激活，有效解决了高Al组分AlGaN受主激活能过大的问题。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体材料，特别涉及一种gan量子点掺杂渐变高al组分的p型algan材料及其制备方法。

技术介绍

1、algan材料因为其随着al组分变化有着3.4-6.2ev的带隙，覆盖了210nm-400nm的发光波长，是一种非常适合制作紫外光电子器件的半导体材料，在紫外发光方面有着巨大的应用前景。

2、然而，深紫外algan基led的发展目前还存在着很大的困难，尤其是在250nm以下的远紫外波段，主要体现在随着发光波长降低而呈指数降低的电光转换效率和外量子效率。

3、主要原因为随着al组分增加的algan材料的掺杂不对称性加剧引起的空穴注入效率下降，高al组分的algan材料p型掺杂相较于n型掺杂更加困难，主要原因包括：al组分增加，algan的晶格常数下降，掺杂mg前后的超晶胞的能量差增加，mg受主杂质的形成能增加，mg的溶解度下降；mg的受主激活能几乎随着al组分的增加线性增加；随着al组分的增加，algan材料的晶体质量下降，施主型点缺陷严重补偿了p型掺杂。

4、这些问题使得al组分高于70％的algan的掺杂效本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种GaN量子点掺杂渐变高Al组分的p型AlGaN材料，其特征在于，包括自下至上依次层叠设置的衬底(1)、AlN缓冲层(2)、AlN/AlGaN超晶格应力释放层(3)、Al组分固定的本征AlGaN层(4)、GaN量子点渐变Al组分p型层(5)及p-GaN金属接触层(6)，其中：

2.如权利要求1所述的GaN量子点掺杂渐变高Al组分的p型AlGaN材料，其特征在于，所述衬底(1)的材质为异质衬底材料或同质衬底材料，所述的异质衬底材料为蓝宝石、碳化硅、硅中的任意一种，所述的同质衬底材料为GaN或AlN。

3.如权利要求1所述的GaN量子点掺杂渐变高Al组分的p型A...

【技术特征摘要】

1.一种gan量子点掺杂渐变高al组分的p型algan材料，其特征在于，包括自下至上依次层叠设置的衬底(1)、aln缓冲层(2)、aln/algan超晶格应力释放层(3)、al组分固定的本征algan层(4)、gan量子点渐变al组分p型层(5)及p-gan金属接触层(6)，其中：

2.如权利要求1所述的gan量子点掺杂渐变高al组分的p型algan材料，其特征在于，所述衬底(1)的材质为异质衬底材料或同质衬底材料，所述的异质衬底材料为蓝宝石、碳化硅、硅中的任意一种，所述的同质衬底材料为gan或aln。

3.如权利要求1所述的gan量子点掺杂渐变高al组分的p型algan材料，其特征在于，所述aln缓冲层(2)为al极性面，厚度为1-5μm。

4.如权利要求1所述的gan量子点掺杂渐变高al组分的p型algan材料，其特征在于，所述aln/algan超晶格应力释放层(3)为阱垒厚度均为10nm的10周期超晶格。

5.如权利要求1所述的gan量子点掺杂渐变高al组分的p型algan材料，其特征在于，所述的al组分固定的本征alg...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓娟，秦子越，蒋科，黎大兵，贲建伟，张山丽，石芝铭，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：