【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制备领域，具体涉及一种低mg记忆和延迟效应的外延层结构及其制备方法和用途，尤其涉及一种降低mg的记忆和延迟效应的发光二极管外延层结构及其制备方法和用途。
技术介绍
1、目前，gan基led因具有寿命长、耐冲击、抗震、高效节能等优异特性而在图像显示、信号指示、照明以及基础研究等方面有着极为广泛的应用前景，并已经成为氮化镓领域的研究热点之一。
2、如cn106887485a公开了一种发光二极管外延生长方法，包括：处理蓝宝石衬底、生长低温缓冲层gan、生长不掺杂gan层、生长掺杂si的n型gan层、生长zningan/mgaln/siinaln超晶格层、生长inxga(1-x)n/gan发光层、生长p型algan层、生长掺镁的p型gan层、降温冷却得到发光二极管。
3、然而，mg在pgan生长中存在寄生反应，实验研究发现可能是由于cp2mg与nh3会按照1:1或1:2发生反应，形成(nh3-mgcp2和(nh3)2-mgcp2)的络合物，这种化学反应是可逆的，先通入cp2mg时，cp2mg与nh3发生化学反应，生成络合物，因此刚通入的mg无法掺杂到pgan中，当cp2mg通入结束后，由于气氛中含有这种络合物，因此络合物会发生可逆的分解反应，从而导致仍然有cp2mg残留在气氛中，这即时mg的记忆效应。
4、同时mg流量增加，pgan中的mg含量增加，然而空穴浓度并非随着mg流量的增加而增加，当pgan中的mg杂质增加到一定程度(4×1019)后，继续增加mg，pgan中h浓度不再增
5、综上可知，现有的发光二极管外延层结构镁掺杂时存在mg的记忆和延迟效应，导致mg的掺杂浓度较低，晶格质量差，器件性能差的缺陷。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种低mg记忆和延迟效应的外延层结构及其制备方法和用途，以解决外延层结构镁掺杂时存在mg的记忆和延迟效应，导致mg的掺杂浓度较低，晶格质量差，器件性能差的缺陷。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种低mg记忆和延迟效应的外延层结构，所述外延层结构包括：
4、依次设置于衬底上的氮化镓缓冲层、未掺杂氮化镓层、si掺杂n型氮化镓层、多量子阱层、第一p型氮化镓层、电子阻挡层、第二p型氮化镓层和p型接触层；
5、设置所述第一p型氮化镓层时所用镁掺杂剂包括异丙基氮杂环卡宾镁络合物；
6、设置所述第二p型氮化镓层时所用镁掺杂剂包括异丙基氮杂环卡宾镁络合物。
7、本专利技术提供的外延层结构，通过采用合理设计的层结构，同时采用特定的镁掺杂剂，通过位阻效应，抑制nh3与mg络合，从而降低mg的记忆和延迟效应，降低mg的反型畴，提高mg的掺杂浓度，提高晶格质量，提高器件的性能。
8、作为本专利技术优选的技术方案，所述氮化镓缓冲层的厚度为10-30nm。
9、优选地，所述未掺杂氮化镓层的厚度为1-5μm。
10、作为本专利技术优选的技术方案，所述si掺杂n型氮化镓层为1-5μm。
11、优选地，所述si掺杂n型氮化镓层中硅的浓度为1×1018-1×1019atom/cm3。
12、优选地，所述多量子阱层包括交替设置的inxga1-xn阱层和gan垒层，其中x的取值为0<x<1。
13、优选地，所述多量子阱层中inxga1-xn阱层的厚度为2-4nm。
14、优选地，所述多量子阱层中gan垒层的厚度为8-10nm。
15、优选地，所述多量子肼层的周期为3-5。
16、作为本专利技术优选的技术方案，所述第一p型氮化镓层的厚度为30-50nm。
17、优选地，所述第一p型氮化镓层中镁的浓度为1×1018-1×1019atom/cm3。
18、优选地，所述电子阻挡层包括依次设置的p型inyga1-yn层和inzga1-zn层，其中，y的取值为0.05<y<0.2，z的取值为0.1<z<0.5。
19、优选地，所述p型inyga1-yn层的厚度为50-150nm。
20、优选地，所述inzga1-zn层的厚度为50-150nm。
21、作为本专利技术优选的技术方案，所述第二p型氮化镓层的厚度为100-800nm。
22、优选地，所述第二p型氮化镓层中镁的浓度为1×1018-1×1019atom/cm3。
23、优选地，所述p型接触层的厚度为5-300nm。
24、优选地，所述p型接触层为掺镁氮化镓层。
25、优选地，所述p型接触层中镁的浓度为1×1019-5×1019atom/cm3。
26、第二方面，本专利技术提供了如第一方面所述的外延层结构的制备方法，所述制备方法包括：
27、依次进行衬底处理、生长氮化镓缓冲层、热处理、生长未掺杂氮化镓层、生长si掺杂n型氮化镓层、生长多量子阱层、生长第一p型氮化镓层、生长电子阻挡层、生长第二p型氮化镓层和生长p型接触层。
28、作为本专利技术优选的技术方案，所述衬底处理的温度为1050-1200℃。
29、优选地，所述衬底处理的时间为1-5min。
30、优选地，所述生长氮化镓缓冲层的温度为700-800℃。
31、优选地，所述生长氮化镓缓冲层的压力为100-200torr。
32、优选地，所述热处理的温度为1000-1200℃。
33、优选地，所述热处理的压力为100-200torr。
34、优选地，所述热处理的时间为5-10min。
35、作为本专利技术优选的技术方案，所述生长未掺杂氮化镓层的温度为1000-1100℃。
36、优选地，所述生长未掺杂氮化镓层的压力为100-500torr。
37、优选地，所述生长si掺杂n型氮化镓层的温度为1000-1200℃。
38、优选地，所述生长si掺杂n型氮化镓层的压力为100-500torr。
39、优选地，所述生长多量子阱层中inxga1-xn阱层的生长温度为720-829℃。
40、优选地，所述生长多量子阱层中inxga1-xn阱层的生长压力为100-500torr。
41、优选地，所述生长多量子阱层中gan垒层的生长温度为850-959℃。
42、优选地，所述生长多量子阱层中gan垒层的生长压力为100-500torr。
43、作为本专利技术优选的技术方案，所述生长第一p型氮化镓层的生长温度为700-800℃。...
【技术保护点】
1.一种低Mg记忆和延迟效应的外延层结构，其特征在于，所述外延层结构包括：
2.如权利要求1所述的外延层结构，其特征在于，所述氮化镓缓冲层的厚度为10-30nm；
3.如权利要求1所述的外延层结构，其特征在于，所述Si掺杂N型氮化镓层为1-5μm；
4.如权利要求1所述的外延层结构，其特征在于，所述第一P型氮化镓层的厚度为30-50nm；
5.如权利要求1所述的外延层结构，其特征在于，所述第二P型氮化镓层的厚度为100-800nm；
6.一种如权利要求1-5任一项所述的外延层结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述衬底处理的温度为1050-1200℃；
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述生长未掺杂氮化镓层的温度为1000-1100℃；
9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述生长第一P型氮化镓层的生长温度为700-800℃；
10.一种如权利要求1-5任一项所述的外延层结构的用途，其特征在于，所述
...【技术特征摘要】
1.一种低mg记忆和延迟效应的外延层结构，其特征在于，所述外延层结构包括：
2.如权利要求1所述的外延层结构，其特征在于，所述氮化镓缓冲层的厚度为10-30nm；
3.如权利要求1所述的外延层结构，其特征在于，所述si掺杂n型氮化镓层为1-5μm；
4.如权利要求1所述的外延层结构，其特征在于，所述第一p型氮化镓层的厚度为30-50nm；
5.如权利要求1所述的外延层结构，其特征在于，所述第二p型氮化镓层的厚度为100-800nm；
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，费磊，郭付成，边逸军，左万胜，
申请(专利权)人：晶丰芯驰上海半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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