宽禁带AlGaN具有热导率高、击穿电压高、电子饱和速率高、介电常数低、物理化学性质稳定等诸多优异性能,作为第三代半导体创新的下一个前沿,是制造紫外光电子器件理想且不可取代的材料,有着广阔的应用前景和巨大的市场需求.尽管AlGaN的开发应用前景值得期待,然而p型掺杂成为左右AlGaN光电子器件应用发展的关键因素，本文依据Mg施主在不同组分的AlGaN材料表面及体内的杂质行为，利用Mg杂质表面替位形成能低，易于在表面上形成替位杂质的特性，提出表面工程技术方法以提高Mg在高Al组分AlxGa1-xN材料的溶解度，实验结果表明，相比于传统方法生长的样品，用表面工程技术方法生长的不同Al组分样品的Mg浓度均提高了，达到4-5×10 19cm-3，满足应用需要，提升幅度随着Al组分增大而增大。在提升Mg掺杂浓度的基础上，理论设计设计高Al组分AlGaN材料中的Mg掺杂三维非平面量子结构，如图1所示，从中研究杂质能级电离能和激活能的特性。传统超晶格结构能带存在剧烈弯曲，价带带边周期性振荡。虽然阶带周期性振荡有利于提高空穴浓度，但也引入了空穴势垒，导致空穴沿c轴方向传输极其困难。三维量子结构的情况则有所不同，电子结构中空穴垫井区呈现非局域分布，势垒减弱，空穴势垒区空穴浓度大幅提高，这意味着空穴在3D超晶格的非局域分布有利垂直方向的传输。