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) será alcançado em GaN quando o dopante de Mg é difundido durante o crescimento epitaxial. Os filmes finos de dopagem de Mg crescidos mostram alta resistividade, mas muda para a condutividade do tipo p por ativação térmica. Em 1990, Nakamura descobriu que o GaN dopado com Mg na condutividade do tipo p é ativado com recozimento térmico, e a concentração do orifício obtida é 3 × 10¹⁸/cm³ e a mobilidade é de 9 cm² / Vs. A dopagem por difusão é uma tecnologia de processamento IC tradicional. Rubin et al. obteve o tipo p GaN através da difusão de Mg. Através deste método, a concentração do orifício obtida é 2 × 10¹⁶/cm³ e a mobilidade é de 12 cm² / Vs.

1. Sobre a concentração de dopagem do tipo Mg P na bolacha epitaxial de GaN

O todo Estrutura de wafer epi de GaN dopado com Mg (PAM160608-GAN) que discutimos abaixo é:

Substrato: GaN c-face N-type cultivado por HVPE

Camada Epi:

primeira camada não dopada GaN 2um (Si, C, O <1E16cm^-3);

segunda camada 1E17cm dopado com Mg^-3 4um GaN (Si, C, O <1E16cm^-3).

Q: Gostaríamos de saber qual é o tamanho do desvio de doping? E qual é a altura de outras contaminações, como Si, O e C?

O desvio de dopagem de Mg em GaN no wafer de GaN epi é +/- 10% ou 20% ou mais.

O nível dopado com Si, C, O é <1E16cm-3 ou menos.

UMA: Os dados SIMS mostram como a figura a seguir que os níveis de fundo de impureza para GaN em GaN epi wafer deve ser Si ~ 1E16 ou inferior (limite de detecção SIMS), C ~ 3 ~ 5E16, O ~ 3 ~ 5E16 (também pode ser devido ao limite de detecção). Esses níveis devem ser gerais para todos os sistemas.

Observe: Em relação à concentração de dopagem Mg, tecnicamente apresenta alguns problemas.

Em geral, temos uma concentração mais elevada de um dopado com Mg (cerca de 10¹⁹cm^-2), para obter uma concentração de orifício de dispositivo substancialmente aceitável (cerca de 10¹⁷cm^-2), tal projeto principalmente a partir de duas considerações:

(a) A taxa de ativação do buraco de dopagem com Mg é muito baixa, apenas 1%;

(b) No crescimento do material MOCVD, suporte dopado (Si, O, C) em 1 ~ 3 * 10¹⁶cm^-3, em que Si, O produzirá a concentração de elétrons correspondente (taxa de ativação próxima a 100%, a concentração de elétrons correspondente de cerca de 10¹⁶cm^-3), Os elementos C são formados em algum nível profundo, isso reduzirá a concentração de elétrons e lacunas;

Mas, em qualquer caso, quando o orifício dopou do que apoiando uma grande magnitude, o material epitaxial de GaN ainda está mostrando características gerais de condutividade tipo P.

2. Desafios para a técnica de dopagem de filme fino GaN tipo P

No caso em que a concentração de dopagem do tipo Mg p é 1E17cm^-3, e a concentração de dopagem Si, C, O é <1E16cm^-3.

Por dopagem, ele será de fato capaz de controlar com precisão a concentração de dopagem de Mg em 10¹⁷cm^-3, o desvio pode ser controlado geralmente entre 1 ~ 3 * 10¹⁷cm^-3, mas a presença de duas dessas amostras gerou um problema significativo:

(a) A concentração adicional de dopagem Si, C, O é reduzida para 10¹⁶cm^-3 ou menos, para o crescimento do MOCVD, é um grande desafio.

(b) Mesmo se a concentração de dopagem Si, C, O for reduzida para 10¹⁵cm^-3, desta vez com o apoio da concentração do furo dopado concentração Mg-dopado (Si, O, C) na mesma ordem de magnitude, o crescimento do GaN tipo P obtido no material GaN é difícil de exibir características devido à compensação mútua buracos e elétrons e elementos C do efeito de compensação de nível profundo trazido, o material tem uma grande probabilidade de características de alta impedância.

A menos que o suporte (Si, O, C) reduza a concentração de dopagem de 10¹⁴cm^-3, para obter um epi de GaN em substrato de GaN com concentração de orifício de 10¹⁵cm^-3 é possível.

Então, se você quiser a concentração de doping de Mg em 10¹⁷cm^-3, para obter uma concentração de orifício 10¹⁵cm^-3, acreditamos que os maiores obstáculos na arte.

Claro, você pode reduzir gradualmente a concentração de dopagem de Mg, por exemplo, 10¹⁸cm^-3, para obter menor concentração de orifício, mas há uma falta de dados experimentais detalhados.

O programa ainda é relativamente seguro para o uso de concentrações mais altas de dopagem de Mg (cerca de 10¹⁹cm^-2), para obter uma concentração de orifício aceitável (cerca de 10¹⁷cm^-2).

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