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      納米級可視化GaN中摻雜劑的分布和光學(xué)行為
      
			
      
				2019-07-15 08:49:38
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      在注入少量鎂(Mg)的氮化鎵(GaN)中，NIMS首次成功地觀察了納米級注入的Mg的分布和光學(xué)行為，這可能有助于改善GaN基器件的電性能。還揭示了引入的Mg離子將GaN轉(zhuǎn)化為p型半導(dǎo)體的一些機(jī)制。這些發(fā)現(xiàn)可以顯著加快確定對于大規(guī)模生產(chǎn)GaN功率器件至關(guān)重要的Mg注入的最佳條件。
      

      納米級可視化GaN中摻雜劑的分布和光學(xué)行為
      

      基于GaN的功率器件的開發(fā) - 一種有前途的節(jié)能技術(shù) - 需要制造n型和p型GaN半導(dǎo)體。通過將Mg離子引入GaN晶片并對晶片進(jìn)行熱處理，可以批量生產(chǎn)p型GaN半導(dǎo)體。然而，沒有方法評估Mg濃度和熱處理溫度對納米尺度下注入GaN的Mg的分布和光學(xué)行為的影響。此外，迄今為止還不清楚形成p型GaN的機(jī)制。這些問題阻礙了能夠大規(guī)模生產(chǎn)GaN器件的技術(shù)的發(fā)展。
      

      對于這項研究，我們通過以一定角度拋光晶片并使用陰極發(fā)光技術(shù)分析橫截面上的發(fā)光強(qiáng)度分布來制備傾斜的Mg離子注入的GaN晶片的橫截面。結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)晶片表面下方幾十納米的Mg原子已被激活，而表面下方的那些鎂原子未被激活(左圖)。此外，我們發(fā)現(xiàn)使用原子探針層析成像，當(dāng)高濃度植入時，Mg原子根據(jù)溫度發(fā)展成圓盤狀或棒狀沉積物(右圖)。通過這些最新的顯微鏡技術(shù)產(chǎn)生的不同分析結(jié)果的整合表明Mg原子被植入晶片附近 在某些溫度條件下，表面可能會發(fā)展成沉積物，從而阻止它們活化。
      

      該研究結(jié)果為離子摻雜p型 GaN層的開發(fā)提供了重要指導(dǎo)。此外，在該項目期間開發(fā)的用于分析雜質(zhì)分布的技術(shù)不僅適用于均勻晶片，而且適用于具有不同結(jié)構(gòu)的GaN 器件材料。因此，使用這些技術(shù)可以加速高性能GaN器件的開發(fā)。
      
			

			
        
      
			
      
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