【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體制備領域，具體涉及一種低mg記憶和延遲效應的外延層結構及其制備方法和用途，尤其涉及一種降低mg的記憶和延遲效應的發光二極管外延層結構及其制備方法和用途。
技術介紹
1、目前，gan基led因具有壽命長、耐沖擊、抗震、高效節能等優異特性而在圖像顯示、信號指示、照明以及基礎研究等方面有著極為廣泛的應用前景，并已經成為氮化鎵領域的研究熱點之一。
2、如cn106887485a公開了一種發光二極管外延生長方法，包括：處理藍寶石襯底、生長低溫緩沖層gan、生長不摻雜gan層、生長摻雜si的n型gan層、生長zningan/mgaln/siinaln超晶格層、生長inxga(1-x)n/gan發光層、生長p型algan層、生長摻鎂的p型gan層、降溫冷卻得到發光二極管。
3、然而，mg在pgan生長中存在寄生反應，實驗研究發現可能是由于cp2mg與nh3會按照1:1或1:2發生反應，形成(nh3-mgcp2和(nh3)2-mgcp2)的絡合物，這種化學反應是可逆的，先通入cp2mg時，cp2mg與nh3發生化學反應，生成絡合物，因此剛通入的mg無法摻雜到pgan中，當cp2mg通入結束后，由于氣氛中含有這種絡合物，因此絡合物會發生可逆的分解反應，從而導致仍然有cp2mg殘留在氣氛中，這即時mg的記憶效應。
4、同時mg流量增加，pgan中的mg含量增加，然而空穴濃度并非隨著mg流量的增加而增加，當pgan中的mg雜質增加到一定程度(4×1019)后，繼續增加mg，pgan中h濃度不再增
5、綜上可知，現有的發光二極管外延層結構鎂摻雜時存在mg的記憶和延遲效應，導致mg的摻雜濃度較低，晶格質量差，器件性能差的缺陷。
技術實現思路
1、鑒于現有技術中存在的問題，本專利技術的目的在于提供一種低mg記憶和延遲效應的外延層結構及其制備方法和用途，以解決外延層結構鎂摻雜時存在mg的記憶和延遲效應，導致mg的摻雜濃度較低，晶格質量差，器件性能差的缺陷。
2、為達此目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供了一種低mg記憶和延遲效應的外延層結構，所述外延層結構包括：
4、依次設置于襯底上的氮化鎵緩沖層、未摻雜氮化鎵層、si摻雜n型氮化鎵層、多量子阱層、第一p型氮化鎵層、電子阻擋層、第二p型氮化鎵層和p型接觸層；
5、設置所述第一p型氮化鎵層時所用鎂摻雜劑包括異丙基氮雜環卡賓鎂絡合物；
6、設置所述第二p型氮化鎵層時所用鎂摻雜劑包括異丙基氮雜環卡賓鎂絡合物。
7、本專利技術提供的外延層結構，通過采用合理設計的層結構，同時采用特定的鎂摻雜劑，通過位阻效應，抑制nh3與mg絡合，從而降低mg的記憶和延遲效應，降低mg的反型疇，提高mg的摻雜濃度，提高晶格質量，提高器件的性能。
8、作為本專利技術優選的技術方案，所述氮化鎵緩沖層的厚度為10-30nm。
9、優選地，所述未摻雜氮化鎵層的厚度為1-5μm。
10、作為本專利技術優選的技術方案，所述si摻雜n型氮化鎵層為1-5μm。
11、優選地，所述si摻雜n型氮化鎵層中硅的濃度為1×1018-1×1019atom/cm3。
12、優選地，所述多量子阱層包括交替設置的inxga1-xn阱層和gan壘層，其中x的取值為0<x<1。
13、優選地，所述多量子阱層中inxga1-xn阱層的厚度為2-4nm。
14、優選地，所述多量子阱層中gan壘層的厚度為8-10nm。
15、優選地，所述多量子肼層的周期為3-5。
16、作為本專利技術優選的技術方案，所述第一p型氮化鎵層的厚度為30-50nm。
17、優選地，所述第一p型氮化鎵層中鎂的濃度為1×1018-1×1019atom/cm3。
18、優選地，所述電子阻擋層包括依次設置的p型inyga1-yn層和inzga1-zn層，其中，y的取值為0.05<y<0.2，z的取值為0.1<z<0.5。
19、優選地，所述p型inyga1-yn層的厚度為50-150nm。
20、優選地，所述inzga1-zn層的厚度為50-150nm。
21、作為本專利技術優選的技術方案，所述第二p型氮化鎵層的厚度為100-800nm。
22、優選地，所述第二p型氮化鎵層中鎂的濃度為1×1018-1×1019atom/cm3。
23、優選地，所述p型接觸層的厚度為5-300nm。
24、優選地，所述p型接觸層為摻鎂氮化鎵層。
25、優選地，所述p型接觸層中鎂的濃度為1×1019-5×1019atom/cm3。
26、第二方面，本專利技術提供了如第一方面所述的外延層結構的制備方法，所述制備方法包括：
27、依次進行襯底處理、生長氮化鎵緩沖層、熱處理、生長未摻雜氮化鎵層、生長si摻雜n型氮化鎵層、生長多量子阱層、生長第一p型氮化鎵層、生長電子阻擋層、生長第二p型氮化鎵層和生長p型接觸層。
28、作為本專利技術優選的技術方案，所述襯底處理的溫度為1050-1200℃。
29、優選地，所述襯底處理的時間為1-5min。
30、優選地，所述生長氮化鎵緩沖層的溫度為700-800℃。
31、優選地，所述生長氮化鎵緩沖層的壓力為100-200torr。
32、優選地，所述熱處理的溫度為1000-1200℃。
33、優選地，所述熱處理的壓力為100-200torr。
34、優選地，所述熱處理的時間為5-10min。
35、作為本專利技術優選的技術方案，所述生長未摻雜氮化鎵層的溫度為1000-1100℃。
36、優選地，所述生長未摻雜氮化鎵層的壓力為100-500torr。
37、優選地，所述生長si摻雜n型氮化鎵層的溫度為1000-1200℃。
38、優選地，所述生長si摻雜n型氮化鎵層的壓力為100-500torr。
39、優選地，所述生長多量子阱層中inxga1-xn阱層的生長溫度為720-829℃。
40、優選地，所述生長多量子阱層中inxga1-xn阱層的生長壓力為100-500torr。
41、優選地，所述生長多量子阱層中gan壘層的生長溫度為850-959℃。
42、優選地，所述生長多量子阱層中gan壘層的生長壓力為100-500torr。
43、作為本專利技術優選的技術方案，所述生長第一p型氮化鎵層的生長溫度為700-800℃。...
【技術保護點】
1.一種低Mg記憶和延遲效應的外延層結構，其特征在于，所述外延層結構包括：
2.如權利要求1所述的外延層結構，其特征在于，所述氮化鎵緩沖層的厚度為10-30nm；
3.如權利要求1所述的外延層結構，其特征在于，所述Si摻雜N型氮化鎵層為1-5μm；
4.如權利要求1所述的外延層結構，其特征在于，所述第一P型氮化鎵層的厚度為30-50nm；
5.如權利要求1所述的外延層結構，其特征在于，所述第二P型氮化鎵層的厚度為100-800nm；
6.一種如權利要求1-5任一項所述的外延層結構的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述襯底處理的溫度為1050-1200℃；
8.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述生長未摻雜氮化鎵層的溫度為1000-1100℃；
9.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述生長第一P型氮化鎵層的生長溫度為700-800℃；
10.一種如權利要求1-5任一項所述的外延層結構的用途，其特征在于，所述
...【技術特征摘要】
1.一種低mg記憶和延遲效應的外延層結構，其特征在于，所述外延層結構包括：
2.如權利要求1所述的外延層結構，其特征在于，所述氮化鎵緩沖層的厚度為10-30nm；
3.如權利要求1所述的外延層結構，其特征在于，所述si摻雜n型氮化鎵層為1-5μm；
4.如權利要求1所述的外延層結構，其特征在于，所述第一p型氮化鎵層的厚度為30-50nm；
5.如權利要求1所述的外延層結構，其特征在于，所述第二p型氮化鎵層的厚度為100-800nm；
6....
【專利技術屬性】
技術研發人員：姚力軍，費磊，郭付成，邊逸軍，左萬勝，
申請(專利權)人：晶豐芯馳上海半導體科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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