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/ cm³) vil blive opnået i GaN, når Mg-dotering diffunderes under den epitaksiale vækst. Mg-doping-tynde film, der dyrkes, viser høj resistivitet, men det ændrer sig til p-type ledningsevne ved termisk aktivering. I 1990 kom Nakamura frem, at det Mg-doterede GaN til p-type ledningsevne aktiveres med termisk udglødning, og den opnåede hulkoncentration er 3×10¹⁸/ cm³ og mobiliteten er 9 cm² /Vs. Doping ved diffusion er en traditionel IC-behandlingsteknologi. Rubin et al. fik p-typen GaN gennem diffusion af Mg. Gennem denne metode er den opnåede hulkoncentration 2×10¹⁶/ cm³ og mobiliteten er 12 cm² /Vs.

1. Om Mg P-type dopingkoncentration i GaN epitaksial wafer

Det hele Mg-doteret GaN epi wafer struktur (PAM160608-GAN) vi diskuterer nedenfor er:

Substrat: GaN c-face N-type dyrket af HVPE

Epi-lag:

første lag udopet GaN 2um (Si, C, O <1E16cm^-3);

andet lag Mg-doteret 1E17cm^-3 4um GaN (Si, C, O <1E16cm^-3).

Q: Vi vil gerne vide, hvor stor dopingafvigelsen er? Og hvor høj er anden forurening såsom Si, O og C?

Mg-doping afvigelse i GaN på GaN epi wafer er +/- 10% eller 20% eller mere.

Si, C, O dopede niveau er <1E16cm-3 eller mindre.

EN: SIMS-data viser som følgende figur, at urenhedsbaggrundsniveauerne for GaN på GaN epi wafer skal være Si~1E16 eller lavere (SIMS detektionsgrænse), C~3~5E16, O~3~5E16 (kan også skyldes detektionsgrænse). Disse niveauer bør være generelle for alle systemer.

Bemærk venligst: Med hensyn til Mg-dopingkoncentrationen har den teknisk set nogle problemer.

Generelt har vi en højere koncentration af en Mg-dopet (ca. 10¹⁹cm^-2), for at opnå en enhedshulkoncentration, der i det væsentlige er acceptabel (ca. 10¹⁷cm^-2), et sådant design hovedsageligt ud fra to overvejelser:

(a) Mg-dopinghulsaktiveringshastigheden er meget lav, kun 1%;

(b) I MOCVD materialevækst, bagside dopet (Si, O, C) i 1 ~ 3 * 10¹⁶cm^-3, hvor Si, O vil producere tilsvarende elektronkoncentration (aktiveringshastighed tæt på 100%, den tilsvarende elektronkoncentration på ca. 10¹⁶cm^-3), C-elementer er dannet et eller andet dybt niveau, det vil reducere koncentrationen af ​​elektroner og huller;

Men under alle omstændigheder, når hullet doteres end at støtte en stor størrelse, viser GaN epitaksialmaterialet stadig overordnede P-type konduktivitetskarakteristika.

2. Udfordringer for P-type GaN tyndfilmsdopingteknik

I tilfælde af, at Mg p-type dopingkoncentration er 1E17cm^-3, og Si, C, O dopingkoncentration er <1E16cm^-3.

Ved at dope vil det faktisk være i stand til præcist at kontrollere dopingkoncentrationen af ​​Mg ved 10¹⁷cm^-3, kan afvigelsen styres generelt mellem 1 ~ 3 * 10¹⁷cm^-3, men tilstedeværelsen af ​​to sådanne prøver voksede til et betydeligt problem:

(a) Yderligere Si, C, O dopingkoncentration reduceres til 10¹⁶cm^-3 eller mindre, for MOCVD-vækst er det en kæmpe udfordring.

(b) Selv hvis Si, C, O dopingkoncentrationen reduceres til 10¹⁵cm^-3, denne gang med opbakning af den dopede hulkoncentration Mg-doteret (Si, O, C) koncentration i samme størrelsesorden, er væksten af ​​det opnåede P-type GaN på GaN materiale vanskelig at udvise egenskaber på grund af gensidig kompensation huller og elektroner, og C-elementer fra deep-level kompensation effekt frembragt, materialet har en stor sandsynlighed høj impedans karakteristika.

Medmindre bagsiden (Si, O, C) for at reducere dopingkoncentrationen på 10¹⁴cm^-3, for at opnå en GaN epi på GaN substrat med hulkoncentration på 10¹⁵cm^-3 er muligt.

Så hvis du ønsker at Mg dopingkoncentration på 10¹⁷cm^-3, for at opnå en hulkoncentration 10¹⁵cm^-3, mener vi, at de større forhindringer i kunsten.

Selvfølgelig kan du gradvist reducere dopingkoncentrationen af ​​Mg, for eksempel 10¹⁸cm^-3, for at opnå lavere hulkoncentration, men der er mangel på detaljerede eksperimentelle data.

Programmet er stadig relativt sikker brug af højere Mg-dopingkoncentration (ca. 10¹⁹cm^-2), for at opnå en acceptabel hulkoncentration (ca. 10¹⁷cm^-2).

For mere information, kontakt os venligst e-mail på victorchan@powerwaywafer.com og powerwaymaterial@gmail.com.