PAM-XIAMEN is able to supply epitaxial thin film of P-type GaN on GaN substrate. P-type GaN thin film epitaxial on GaN substrate is the main technique for developing emitting device. Mg is the most common p-type dopant in III-nitride material systems, partly due to the established activation process. High p-type doping of Mg concentration (10¹⁸/سم³) في GaN عندما ينتشر Mg dopant أثناء النمو فوق المحور. تُظهر الأغشية الرقيقة المنشطة لـ Mg مقاومة عالية ، لكنها تتغير إلى الموصلية من النوع p عن طريق التنشيط الحراري. في عام 1990 ، توصل ناكامورا إلى أن الجاليوم المغنيسيوم المخدر في الموصلية من النوع p يتم تنشيطه بالتصلب الحراري ، ويكون تركيز الفتحة الناتج 3 × 10¹⁸/سم³ والتنقل 9 سم² /ضد. المنشطات عن طريق الانتشار هي إحدى تقنيات معالجة IC التقليدية. روبين وآخرون. حصلت على النوع p GaN من خلال انتشار Mg. من خلال هذه الطريقة ، يكون تركيز الفتحة الناتج 2 × 10¹⁶/سم³ وقابلية الحركة 12 سم² /ضد.

1. حول تركيز المنشطات المغنيسيوم من النوع P في رقاقة الجاليوم فوق المحور

بالكامل هيكل رقاقة epi GaN-doped MG (PAM160608-GAN) نناقش أدناه هو:

الركيزة: GaN c-face N-type الذي يزرع بواسطة HVPE

طبقة Epi:

الطبقة الأولى غير المغطاة GaN 2um (Si ، C ، O <1E16cm^-3)؛

الطبقة الثانية Mg-doped 1E17cm^-3 4um GaN (Si ، C ، O <1E16cm^-3).

س: نود أن نعرف ما هو حجم الانحراف عن المنشطات؟ وما مدى ارتفاع التلوثات الأخرى مثل Si و O و C؟

انحراف Mg-doping في GaN على رقاقة epi GaN هو +/- 10٪ أو 20٪ أو أكثر.

المستوى Si ، C ، O مخدر <1E16cm-3 أو أقل.

أ: تُظهر بيانات SIMS بالشكل التالي أن مستويات خلفية الشوائب لـ الجاليوم على الجاليوم يجب أن تكون رقاقة epi Si ~ 1E16 أو أقل (حد اكتشاف SIMS) ، C ~ 3 ~ 5E16 ، O ~ 3 ~ 5E16 (قد يكون أيضًا بسبب حد الكشف). يجب أن تكون هذه المستويات عامة لجميع الأنظمة.

يرجى ملاحظة ما يلي: فيما يتعلق بتركيز المنشطات المغنيسيوم ، فإنه من الناحية الفنية لديه بعض المشاكل.

بشكل عام ، لدينا تركيز أعلى من Mg-doped (حوالي 10¹⁹سم^-2) ، للحصول على تركيز ثقب الجهاز مقبول إلى حد كبير (حوالي 10¹⁷سم^-2) ، مثل هذا التصميم أساسًا من اعتبارين:

(أ) معدل تنشيط ثقب المنشطات بالمغنيسيوم منخفض للغاية ، 1٪ فقط ؛

(ب) في نمو مادة MOCVD ، دعم مخدر (Si ، O ، C) في 1 ~ 3 * 10¹⁶سم^-3، حيث سينتج Si ، O تركيز الإلكترون المقابل (معدل التنشيط قريب من 100٪ ، تركيز الإلكترون المقابل لحوالي 10¹⁶سم^-3) ، تتشكل عناصر C بمستوى عميق ، مما يقلل من تركيز الإلكترونات والثقوب ؛

ولكن على أي حال ، عندما يكون الثقب مخدرًا بدلاً من دعم حجم كبير ، فإن مادة الجاليوم الفوقي لا تزال تُظهر خصائص التوصيل الإجمالية من النوع P.

2. التحديات التي تواجه تقنية المنشطات ذات الأغشية الرقيقة من النوع P من الجاليوم

في حالة أن تركيز المنشطات من النوع Mg هو 1E17cm^-3، وتركيز المنشطات Si ، C ، O <1E16cm^-3.

عن طريق المنشطات ، ستكون قادرة بالفعل على التحكم بدقة في تركيز المنشطات للمغنيسيوم عند 10¹⁷سم^-3، يمكن التحكم في الانحراف بشكل عام بين 1 ~ 3 * 10¹⁷سم^-3، لكن وجود عينتين من هذا القبيل نما مشكلة كبيرة:

(أ) يتم تقليل تركيز منشطات Si ، C ، O إلى 10¹⁶سم^-3 أو أقل ، بالنسبة لنمو MOCVD ، فإنه يمثل تحديًا كبيرًا.

(ب) حتى إذا تم تقليل تركيز المنشطات Si ، C ، O إلى 10¹⁵سم^-3، هذه المرة مع دعم تركيز الثقب المخدر تركيز Mg-doped (Si ، O ، C) بنفس الترتيب من حيث الحجم ، من الصعب إظهار الخصائص التي تم الحصول عليها من النوع P-type GaN على مادة GaN بسبب التعويض المتبادل الثقوب والإلكترونات ، وعناصر C من تأثير التعويض العميق الذي أحدثته ، تتمتع المادة بخصائص مقاومة عالية الاحتمال.

ما لم يكن الدعم (Si ، O ، C) لتقليل تركيز المنشطات 10¹⁴سم^-3، للحصول على GaN epi على ركيزة GaN بتركيز ثقب 10¹⁵سم^-3 ممكن.

لذا ، إذا كنت تريد تركيز المنشطات Mg عند 10¹⁷سم^-310¹⁵سم^-3، نعتقد أن أكبر العقبات في الفن.

بالطبع ، يمكنك تقليل تركيز المنشطات تدريجياً لـ Mg ، على سبيل المثال ، 10¹⁸سم^-3للحصول على تركيز أقل للفتحة ، ولكن هناك نقص في البيانات التجريبية التفصيلية.

لا يزال البرنامج استخدامًا آمنًا نسبيًا لتركيز المنشطات الأعلى للمغنيسيوم (حوالي 10¹⁹سم^-2) ، للحصول على تركيز ثقب مقبول (حوالي 10¹⁷سم^-2).

لمزيد من المعلومات ، يرجى الاتصال بنا على البريد الإلكتروني على victorchan@powerwaywafer.com و powerwaymaterial@gmail.com.