Drogaggio di tipo P di Mg nell'epitassia di film sottile di GaN su substrato di GaN

Drogaggio di tipo P di Mg nell'epitassia di film sottile di GaN su substrato di GaN

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/centimetro3) sarà raggiunto in GaN quando il drogante di Mg è diffuso durante la crescita epitassiale. I film sottili di drogaggio di Mg cresciuti mostrano un'elevata resistività, ma cambia nella conduttività di tipo p per attivazione termica. Nel 1990, Nakamura ha scoperto che il GaN drogato con Mg in conduttività di tipo p viene attivato con ricottura termica e la concentrazione del foro ottenuta è 3 × 1018/centimetro3 e la mobilità è di 9 cm2 /Vs. Il doping per diffusione è una tecnologia tradizionale di elaborazione dei circuiti integrati. Rubin et al. ottenuto il GaN di tipo p attraverso la diffusione di Mg. Con questo metodo, la concentrazione del foro ottenuta è 2×1016/centimetro3 e la mobilità è di 12 cm2 /Vs.

1. Informazioni sulla concentrazione di drogaggio di tipo P Mg nel wafer epitassiale GaN

Il tutto Struttura epi wafer GaN drogato con magnesio (PAM160608-GAN) discutiamo di seguito è:

Substrato: GaN faccia c tipo N coltivato con HVPE

Strato Epi:

primo strato GaN 2um non drogato (Si, C, O <1E16cm-3);

secondo strato drogato con magnesio 1E17cm-3 4um GaN (Si, C, O <1E16cm-3).

Q: Vorremmo sapere quanto è grande la deviazione dal doping? E quanto sono alte altre contaminazioni come Si, O e C?

La deviazione del drogaggio Mg in GaN su GaN epi wafer è +/- 10% o 20% o più.

drogaggio di tipo p della deviazione mg in GaN su GaN

Il livello di drogaggio Si, C, O è <1E16cm-3 o inferiore.

A: I dati SIMS mostrano come la seguente figura che i livelli di fondo dell'impurità per GaN su GaN epi wafer dovrebbe essere Si~1E16 o inferiore (limite di rilevamento SIMS), C~3~5E16, O~3~5E16 (potrebbe anche essere dovuto al limite di rilevamento). Questi livelli dovrebbero essere generali per tutti i sistemi.

livelli di fondo di impurità per GaN su GaN

Notare che: Per quanto riguarda la concentrazione di doping di Mg, tecnicamente ha qualche problema.

In generale, abbiamo una maggiore concentrazione di un drogato con Mg (circa 1019cm-2), per ottenere una concentrazione del foro del dispositivo sostanzialmente accettabile (circa 1017cm-2), un tale progetto principalmente da due considerazioni:

(a) il tasso di attivazione del foro di drogaggio di Mg è molto basso, solo l'1%;

(b) Nella crescita del materiale MOCVD, supporto drogato (Si, O, C) in 1 ~ 3 * 1016cm-3, in cui Si, O produrrà la corrispondente concentrazione di elettroni (tasso di attivazione vicino al 100%, la corrispondente concentrazione di elettroni di circa 1016cm-3), gli elementi C si formano a un livello profondo, ridurrà la concentrazione di elettroni e lacune;

Ma in ogni caso, quando il foro viene drogato rispetto a sostenere una grande magnitudine, il materiale epitassiale di GaN mostra ancora caratteristiche di conduttività di tipo P complessive.

2. Sfide per la tecnica di drogaggio a film sottile GaN di tipo P

Nel caso in cui la concentrazione di doping di tipo p di Mg sia 1E17cm-3, e la concentrazione di drogaggio di Si, C, O è <1E16cm-3.

Con il drogaggio sarà infatti in grado di controllare con precisione la concentrazione di drogaggio di Mg a 1017cm-3, la deviazione può essere controllata generalmente tra 1 ~ 3 * 1017cm-3, ma la presenza di due di questi campioni ha creato un problema significativo:

(a) L'ulteriore concentrazione di drogante Si, C, O viene ridotta a 1016cm-3 o meno, per la crescita del MOCVD, è una sfida enorme.

(b) Anche se la concentrazione di drogaggio Si, C, O viene ridotta a 1015cm-3, questa volta con il supporto della concentrazione del foro drogato concentrazione drogata Mg (Si, O, C) nello stesso ordine di grandezza, la crescita del GaN di tipo P ottenuto su materiale GaN è difficile da mostrare caratteristiche a causa della compensazione reciproca fori ed elettroni, ed elementi C dall'effetto di compensazione di livello profondo determinato, il materiale ha una grande probabilità di caratteristiche di alta impedenza.

A meno che il supporto (Si, O, C) per ridurre la concentrazione di drogaggio di 1014cm-3, per ottenere un epi di GaN su substrato di GaN con concentrazione di fori di 1015cm-3 è possibile.

Quindi, se vuoi Mg doping concentrazione a 1017cm-3, per ottenere una concentrazione del foro 1015cm-3, riteniamo che i maggiori ostacoli nell'art.

Naturalmente, puoi ridurre gradualmente la concentrazione di doping di Mg, ad esempio 1018cm-3, per ottenere una minore concentrazione di fori, ma mancano dati sperimentali dettagliati.

Il programma è ancora relativamente sicuro per l'uso di una maggiore concentrazione di doping di Mg (circa 1019cm-2), per ottenere una concentrazione accettabile del foro (circa 1017cm-2).

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