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) sera atteint dans GaN lorsque le dopant Mg est diffusé au cours de la croissance épitaxiale. Les films minces de dopage au Mg cultivés présentent une résistivité élevée, mais ils se transforment en conductivité de type p par activation thermique. En 1990, Nakamura a découvert que le GaN dopé au Mg en conductivité de type p est activé par recuit thermique, et la concentration de trous obtenue est de 3 × 10¹⁸/cm³ et la mobilité est de 9 cm² /Vs. Le dopage par diffusion est une technologie traditionnelle de traitement des circuits intégrés. Rubin et al. a obtenu le GaN de type p par diffusion de Mg. Grâce à cette méthode, la concentration de trous obtenue est de 2×10¹⁶/cm³ et la mobilité est de 12 cm² /Vs.

1. À propos de la concentration de dopage de type Mg P dans la plaquette épitaxiale de GaN

La totalité Structure de plaquette épi GaN dopé Mg (PAM160608-GAN) nous discutons ci-dessous est:

Substrat : GaN c-face de type N cultivé par HVPE

Couche Epi:

première couche non dopée GaN 2um (Si, C, O <1E16cm^-3);

deuxième couche dopé Mg 1E17cm^-3 4um GaN (Si, C, O <1E16cm^-3).

Q: Nous aimerions savoir quelle est l'importance de l'écart de dopage ? Et à quel point les autres contaminations telles que Si, O et C sont-elles élevées ?

L'écart de dopage au Mg dans le GaN sur la plaquette épi GaN est de +/- 10 % ou 20 % ou plus.

Le niveau dopé Si, C, O est <1E16cm-3 ou moins.

A: Les données SIMS montrent comme la figure suivante que les niveaux de fond d'impuretés pour GaN sur GaN la plaquette épi doit être Si~1E16 ou moins (limite de détection SIMS), C~3~5E16, O~3~5E16 (cela pourrait également être dû à la limite de détection). Ces niveaux devraient être généraux pour tous les systèmes.

Notez s'il vous plaît: Concernant la concentration de dopage Mg, elle a techniquement quelques soucis.

En général, nous avons une concentration plus élevée d'un produit dopé au Mg (environ 10¹⁹cm^-2), pour obtenir une concentration de trous de dispositif sensiblement acceptable (environ 10¹⁷cm^-2), une telle conception principalement à partir de deux considérations :

(a) Le taux d'activation des trous de dopage au Mg est très faible, seulement 1 % ;

(b) Dans la croissance de matériau MOCVD, support dopé (Si, O, C) en 1 ~ 3 * 10¹⁶cm^-3, dans laquelle Si, O produira une concentration électronique correspondante (taux d'activation proche de 100%, la concentration électronique correspondante d'environ 10¹⁶cm^-3), les éléments C sont formés à un niveau profond, cela réduira la concentration d'électrons et de trous ;

Mais dans tous les cas, lorsque le trou est dopé à une grande amplitude, le matériau épitaxié GaN présente toujours des caractéristiques de conductivité globales de type P.

2. Défis pour la technique de dopage à couche mince GaN de type P

Dans le cas où la concentration de dopage de type p Mg est de 1E17cm^-3, et la concentration de dopage Si, C, O est <1E16cm^-3.

Par dopage, il sera en effet capable de contrôler avec précision la concentration de dopage en Mg à 10¹⁷cm^-3, l'écart peut être contrôlé généralement entre 1 ~ 3 * 10¹⁷cm^-3, mais la présence de deux de ces échantillons est devenue un problème important :

(a) En outre, la concentration de dopage Si, C, O est réduite à 10¹⁶cm^-3 ou moins, pour la croissance du MOCVD, c'est un énorme défi.

(b) Même si la concentration de dopage Si, C, O est réduite à 10¹⁵cm^-3, cette fois avec le support de la concentration de trous dopés Concentration dopé Mg (Si, O, C) dans le même ordre de grandeur, la croissance du GaN de type P obtenu sur le matériau GaN est difficile à présenter en raison de la compensation mutuelle les trous et les électrons, et les éléments C de l'effet de compensation de niveau profond provoqué, le matériau a une grande probabilité de caractéristiques d'impédance élevée.

A moins que le support (Si, O, C) pour réduire la concentration de dopage de 10¹⁴cm^-3, pour obtenir un GaN epi sur substrat GaN avec une concentration de trous de 10¹⁵cm^-3 est possible.

Donc, si vous voulez une concentration de dopage Mg à 10¹⁷cm^-3, pour obtenir une concentration de trous 10¹⁵cm^-3, nous pensons que les plus grands obstacles dans l'art.

Bien sûr, vous pouvez réduire progressivement la concentration de dopage de Mg, par exemple, 10¹⁸cm^-3, pour obtenir une concentration de trous plus faible, mais il y a un manque de données expérimentales détaillées.

Le programme est encore relativement sûr d'utiliser une concentration de dopage en Mg plus élevée (environ 10¹⁹cm^-2), pour obtenir une concentration de trous acceptable (environ 10¹⁷cm^-2).

Pour plus d'informations, veuillez nous contacter par e-mail à victorchan@powerwaywafer.com et powerwaymaterial@gmail.com.