[发明专利]有源垒层掺Mg的外延结构及制备方法和芯片

权利要求书

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_x1Ga_(1-x1)N /MgAl_x2Ga_(1-x2)N 三层复合层的超晶格结构，其中0.05x10.15，0.1x20.25，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_x1Ga_(1-x1)N /MgAl_x2Ga_(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0.05x10.15，0.1x20.25，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_x1Ga_(1-x1)N层的总厚度为10~20 Å；

所述 MgAl_x2Ga_(1-x2)N层的总厚度为30~40 Å。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的外延结构，其特征在于，每层所述掺Mg有源垒层（5022）的掺Mg浓度相同；

和/或，所述掺Mg有源垒层（5022）总厚度为90~120 Å；

和/或，所述掺Mg有源垒层（5022）的总Mg掺杂浓度为1E18~1E19 Atoms/cm³；

和/或，所述掺Mg有源垒层（5022）为一层时，所述掺Mg有源垒层（5022）更靠近所述p型GaN层（60）。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的外延结构，其特征在于，所述掺Si有源垒层（5021）为n-GaN层；

和/或，所述掺Si有源垒层（5021）的厚度为90~120 Å；

和/或，所述掺Si有源垒层（5021）的Si掺杂浓度为1E17~1E18 Atoms/cm³。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的外延结构，其特征在于，所述有源层（50）的周期数为8~12。

9.一种如权利要求1至8中任一项所述的外延结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一衬底（10）；

在所述衬底（10）上生长一缓冲层（20）；

在所述缓冲层（20）上生长一未掺杂U型GaN层（30）；

在所述未掺杂U型GaN层（30）上生长一GaN层（40）；

在所述GaN层（40）上从下至上依次交替生长有源阱层（501）和有源垒层（502），形成所述有源层（50）；其中，所述有源垒层（502）包括掺Si有源垒层（5021）和至少一层掺Mg有源垒层（5022）；

在所述有源层（50）上生长一p型GaN层（60）；

在所述p型GaN层（60）上生长一P型接触层（70）。

10.一种发光二极管芯片，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的外延结构。