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/centimeter³) kommer att uppnås i GaN när Mg-dopmedel diffunderar under den epitaxiella tillväxten. De Mg-dopande tunna filmerna som odlas uppvisar hög resistivitet, men den ändras till ledningsförmåga av p-typ genom termisk aktivering. 1990 kom Nakamura på att det Mg-dopade GaN till p-typ konduktivitet aktiveras med termisk glödgning, och den erhållna hålkoncentrationen är 3×10¹⁸/centimeter³ och rörligheten är 9 cm² /Mot. Dopning genom diffusion är en traditionell IC-behandlingsteknik. Rubin et al. fick p-typen GaN genom diffusion av Mg. Genom denna metod blir hålkoncentrationen 2×10¹⁶/centimeter³ och rörligheten är 12 cm² /Mot.

1. Om Mg P-typ dopningskoncentration i GaN epitaxial wafer

Hela Mg-dopad GaN epi wafer struktur (PAM160608-GAN) vi diskuterar nedan är:

Substrat: GaN c-yta N-typ odlad av HVPE

Epi-lager:

första lagret odopat GaN 2um (Si, C, O <1E16cm^-3);

andra lagret Mg-dopat 1E17cm^-3 4um GaN (Si, C, O <1E16cm^-3).

F: Vi skulle vilja veta hur stor dopingavvikelsen är? Och hur hög annan kontaminering är som Si, O och C?

Mg-dopningsavvikelsen i GaN på GaN epi wafer är +/- 10 % eller 20 % eller mer.

Si, C, O dopad nivå är <1E16cm-3 eller mindre.

A: SIMS-data visar som följande figur att föroreningsbakgrundsnivåerna för GaN på GaN epi wafer bör vara Si~1E16 eller lägre (SIMS detektionsgräns), C~3~5E16, O~3~5E16 (kan också bero på detektionsgräns). Dessa nivåer bör vara generella för alla system.

Vänligen notera: När det gäller Mg-dopningskoncentrationen har den tekniskt sett lite problem.

I allmänhet har vi en högre koncentration av en Mg-dopad (cirka 10¹⁹centimeter^-2), för att erhålla en enhetshålkoncentration som är väsentligen acceptabel (cirka 10¹⁷centimeter^-2), en sådan design huvudsakligen utifrån två överväganden:

(a) Mg-dopningshålsaktiveringshastigheten är mycket låg, endast 1 %;

(b) Vid MOCVD-materialtillväxt, baksidedopad (Si, O, C) i 1 ~ 3 * 10¹⁶centimeter^-3, där Si, O kommer att producera motsvarande elektronkoncentration (aktiveringshastighet nära 100 %, motsvarande elektronkoncentration på cirka 10¹⁶centimeter^-3), C-element bildas någon djup nivå, det kommer att minska koncentrationen av elektroner och hål;

Men i vilket fall som helst, när hålet dopas än backar en stor magnitud, visar GaN-epitaxialmaterialet fortfarande övergripande konduktivitetsegenskaper av P-typ.

2. Utmaningar för P-typ GaN tunnfilmsdopningsteknik

I det fall att dopningskoncentrationen av Mg p-typ är 1E17cm^-3, och Si, C, O dopningskoncentration är <1E16cm^-3.

Genom dopning kommer den verkligen att kunna kontrollera dopningskoncentrationen av Mg vid 10¹⁷centimeter^-3, kan avvikelsen kontrolleras generellt mellan 1 ~ 3 * 10¹⁷centimeter^-3, men närvaron av två sådana prover växte till ett betydande problem:

(a) Ytterligare Si, C, O dopningskoncentration reduceras till 10¹⁶centimeter^-3 eller mindre, för MOCVD-tillväxt är det en enorm utmaning.

(b) Även om Si, C, O-dopningskoncentrationen reduceras till 10¹⁵centimeter^-3, denna gång med stöd av den dopade hålkoncentrationen Mg-dopad (Si, O, C) koncentration i samma storleksordning, är tillväxten av det erhållna P-typ GaN på GaN-material svår att uppvisa egenskaper på grund av ömsesidig kompensation hål och elektroner, och C-element från djup-nivå kompensation effekt åstadkoms, har materialet en stor sannolikhet hög impedans egenskaper.

Om inte stödet (Si, O, C) för att minska dopningskoncentrationen på 10¹⁴centimeter^-3, för att erhålla ett GaN epi på GaN-substrat med hålkoncentration på 10¹⁵centimeter^-3 är möjligt.

Så, om du vill Mg dopingkoncentration vid 10¹⁷centimeter^-3, för att erhålla en hålkoncentration 10¹⁵centimeter^-3, tror vi att de större hindren i konsten.

Naturligtvis kan du gradvis minska dopingkoncentrationen av Mg, till exempel 10¹⁸centimeter^-3, för att erhålla lägre hålkoncentration, men det finns en brist på detaljerade experimentella data.

Programmet är fortfarande relativt säker användning av högre Mg-dopningskoncentration (cirka 10¹⁹centimeter^-2), för att erhålla en acceptabel hålkoncentration (cirka 10¹⁷centimeter^-2).

För mer information, kontakta oss via e-post på victorchan@powerwaywafer.com och powerwaymaterial@gmail.com.