GaN基板上のGaN薄膜エピタキシーにおけるMgのP型ドーピング

GaN基板上のGaN薄膜エピタキシーにおけるMgのP型ドーピング

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)エピタキシャル成長中にMgドーパントが拡散すると、GaNで達成されます。 成長したMgドーピング薄膜は高い抵抗率を示しますが、熱活性化によりp型導電率に変化します。 1990年に中村は、p型導電性へのMgドープGaNが熱アニーリングで活性化され、得られた正孔濃度が3×10であることに気づきました。18/CM3 機動性は9cmです2 /対。 拡散によるドーピングは、従来のIC処理技術の1つです。 Rubin etal。 Mgの拡散によりp型GaNを得た。 この方法により、得られる正孔濃度は2×10です。16/CM3 機動性は12cmです2 /対。

1.GaNエピタキシャルウェーハ中のMgP型ドーピング濃度について

全体 MgドープGaNエピウェーハ構造(PAM160608-GAN) 以下で説明します。

基板:HVPEで成長させたGaNc面N型

エピ層:

第1層アンドープGaN2um(Si、C、O <1E16cm-3);

2層目Mgドープ1E17cm-3 4um GaN(Si、C、O <1E16cm-3).

Q: ドーピング偏差がどれくらい大きいか知りたいですか? そして、Si、O、Cなどの他の汚染はどれくらい高いですか?

GaNエピウェーハ上のGaNのMgドーピング偏差は+/- 10%または20%以上です。

GaN上のGaNにおけるmg偏差のp型ドーピング

Si、C、Oのドープレベルは<1E16cm-3以下です。

A: SIMSデータは、次の図のように、 GaN上のGaN エピウェーハは、Si〜1E16以下(SIMS検出限界)、C〜3〜5E16、O〜3〜5E16(検出限界による可能性もあります)である必要があります。 これらのレベルは、すべてのシステムで一般的である必要があります。

GaN上のGaNの不純物バックグラウンドレベル

ご注意ください: マグネシウムのドーピング濃度に関しては、技術的には問題があります。

一般的に、Mgをドープした濃度は高くなります(約1019cm-2)、実質的に許容可能なデバイス正孔濃度(約1017cm-2)、主に2つの考慮事項からのそのような設計:

(a)Mgドーピングホールの活性化率は非常に低く、わずか1%です。

(b)MOCVD材料成長では、1〜3 * 10でバッキングドープ(Si、O、C)16cm-3ここで、Si、Oは、対応する電子濃度(100%に近い活性化率、約10の対応する電子濃度)を生成する。16cm-3)、C元素はある程度深いレベルで形成され、電子と正孔の濃度を低下させます。

しかし、いずれにせよ、大規模な裏打ちよりも正孔がドープされた場合、GaNエピタキシャル材料は依然として全体的なP型導電特性を示しています。

2.P型GaN薄膜ドーピング技術の課題

Mgp型ドーピング濃度が1E17cmの場合-3、およびSi、C、Oのドーピング濃度は<1E16cmです-3.

ドーピングすることにより、Mgのドーピング濃度を10で正確に制御することができます。17cm-3、偏差は一般的に1〜3 * 10の間で制御できます17cm-3、しかし、そのような2つのサンプルの存在は、重大な問題を引き起こしました。

(a)さらにSi、C、Oのドーピング濃度を10に下げる16cm-3 以下、MOCVD成長にとって、それは大きな課題です。

(b)Si、C、Oのドーピング濃度を10に下げても15cm-3今回は、ドープされた正孔濃度が同じオーダーのMgドープ(Si、O、C)濃度に裏打ちされているため、得られたP型GaNのGaN材料上での成長は、相互補償のために特性を示すことが困難です。正孔と電子、および深レベルの補償効果から生じるC元素により、この材料は高い確率で高インピーダンス特性を示します。

バッキング(Si、O、C)が10のドーピング濃度を下げる場合を除いて14cm-3、正孔濃度が10のGaN基板上にGaNエピを取得する15cm-3 可能だ。

したがって、Mgドーピング濃度を10にしたい場合17cm-3、正孔濃度を取得するには1015cm-3、私たちは芸術におけるより大きな障害を信じています。

もちろん、Mgのドーピング濃度を徐々に下げることができます。たとえば、1018cm-3、より低い正孔濃度を得るためですが、詳細な実験データが不足しています。

このプログラムは、より高いMgドーピング濃度(約10)を使用しても比較的安全です。19cm-2)、許容可能な正孔濃度(約1017cm-2).

パワーウェイウェーハ

詳細については、メールでお問い合わせください。 victorchan@powerwaywafer.compowerwaymaterial@gmail.com.

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