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) sẽ đạt được trong GaN khi Mg dopant khuếch tán trong quá trình sinh trưởng biểu mô. Các màng mỏng pha tạp Mg được phát triển cho thấy điện trở suất cao, nhưng nó thay đổi thành độ dẫn loại p bằng cách kích hoạt nhiệt. Năm 1990, Nakamura đưa ra rằng GaN pha tạp Mg thành độ dẫn điện loại p được kích hoạt bằng quá trình ủ nhiệt, và nồng độ lỗ thu được là 3 × 10¹⁸/ cm³ và độ di động là 9 cm² / Vs. Doping bằng khuếch tán là một trong những công nghệ xử lý vi mạch truyền thống. Rubin và cộng sự. nhận GaN loại p thông qua sự khuếch tán của Mg. Thông qua phương pháp này, nồng độ lỗ thu được là 2 × 10¹⁶/ cm³ và độ di động là 12 cm² / Vs.

1. Giới thiệu về nồng độ doping loại Mg P trong GaN Epitaxial Wafer

Toàn bộ Cấu trúc wafer GaN epi pha tạp chất Mg (PAM160608-GAN) chúng tôi thảo luận dưới đây là:

Chất nền: GaN mặt c-loại N được trồng bằng HVPE

Lớp epi:

lớp đầu tiên chưa pha tạp GaN 2um (Si, C, O <1E16cm^-3);

lớp thứ hai pha tạp Mg 1E17cm^-3 4um GaN (Si, C, O <1E16cm^-3).

Q: Chúng tôi muốn biết độ lệch doping lớn như thế nào? Và mức độ ô nhiễm khác như Si, O, và C là bao nhiêu?

Độ lệch pha tạp Mg trong GaN trên tấm wafer GaN epi là +/- 10% hoặc 20% trở lên.

Mức pha tạp Si, C, O <1E16cm-3 trở xuống.

MỘT: Dữ liệu SIMS hiển thị như hình sau mà mức tạp chất nền cho GaN trên GaN epi wafer phải là Si ~ 1E16 hoặc thấp hơn (giới hạn phát hiện SIMS), C ~ 3 ~ 5E16, O ~ 3 ~ 5E16 (cũng có thể do giới hạn phát hiện). Các mức này phải chung cho tất cả các hệ thống.

Xin lưu ý: Về nồng độ pha tạp Mg, về mặt kỹ thuật, nó có một số rắc rối.

Nói chung, chúng ta có nồng độ pha tạp Mg cao hơn (khoảng 10¹⁹cm^-2), để có được nồng độ lỗ thiết bị về cơ bản có thể chấp nhận được (khoảng 10¹⁷cm^-2), một thiết kế như vậy chủ yếu từ hai cân nhắc:

(a) Tỷ lệ kích hoạt lỗ pha tạp Mg rất thấp, chỉ 1%;

(b) Trong tăng trưởng vật liệu MOCVD, lớp nền có pha tạp chất (Si, O, C) trong 1 ~ 3 * 10¹⁶cm^-3, trong đó Si, O sẽ tạo ra nồng độ điện tử tương ứng (tỷ lệ hoạt hóa gần 100%, nồng độ điện tử tương ứng khoảng 10¹⁶cm^-3), Các nguyên tố C được hình thành một số mức độ sâu, nó sẽ làm giảm nồng độ của các điện tử và lỗ trống;

Nhưng trong mọi trường hợp, khi lỗ được pha tạp hơn là hỗ trợ một cường độ lớn, vật liệu biểu mô GaN vẫn thể hiện các đặc tính dẫn loại P tổng thể.

2. Những thách thức đối với Kỹ thuật Doping Màng mỏng GaN loại P

Trong trường hợp đó nồng độ pha tạp loại p của Mg là 1E17cm^-3, và nồng độ pha tạp Si, C, O là <1E16cm^-3.

Bằng cách pha tạp, nó sẽ thực sự có thể kiểm soát chính xác nồng độ pha tạp của Mg ở 10¹⁷cm^-3, độ lệch có thể được kiểm soát chung giữa 1 ~ 3 * 10¹⁷cm^-3, nhưng sự hiện diện của hai mẫu như vậy đã gây ra vấn đề nghiêm trọng:

(a) Nồng độ pha tạp thêm Si, C, O giảm xuống 10¹⁶cm^-3 hoặc ít hơn, để tăng trưởng MOCVD, đó là một thách thức rất lớn.

(b) Ngay cả khi nồng độ pha tạp Si, C, O giảm xuống 10¹⁵cm^-3, lần này với sự hỗ trợ của nồng độ lỗ pha tạp Nồng độ pha tạp Mg (Si, O, C) theo cùng một thứ tự độ lớn, sự tăng trưởng của GaN loại P thu được trên vật liệu GaN khó thể hiện các đặc điểm do bù trừ lẫn nhau. lỗ trống và các điện tử, và các phần tử C từ hiệu ứng bù mức sâu mang lại, vật liệu có một xác suất lớn đặc tính trở kháng cao.

Trừ khi có lớp nền (Si, O, C) để giảm nồng độ pha tạp 10¹⁴cm^-3, để thu được epi GaN trên đế GaN với nồng độ lỗ 10¹⁵cm^-3 có khả năng.

Vì vậy, nếu bạn muốn nồng độ pha tạp Mg ở 10¹⁷cm^-3, để có được nồng độ lỗ 10¹⁵cm^-3, chúng tôi tin rằng những trở ngại lớn hơn trong nghệ thuật.

Tất nhiên, bạn có thể giảm dần nồng độ pha tạp của Mg, ví dụ: 10¹⁸cm^-3, để thu được nồng độ lỗ thấp hơn, nhưng thiếu dữ liệu thực nghiệm chi tiết.

Chương trình vẫn tương đối an toàn khi sử dụng nồng độ pha tạp Mg cao hơn (khoảng 10¹⁹cm^-2), để có được nồng độ lỗ có thể chấp nhận được (khoảng 10¹⁷cm^-2).

Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email victorchan@powerwaywafer.com và powerwaymaterial@gmail.com.