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离子注入GaN选择性区域掺杂的工艺优化( Process Optimization for Selective Area Doping of GaN by Ion Implantation )
Mona A. Ebrish Travis J. Anderson Alan G. Jacobs James C. Gallagher Jennifer K. Hite Michael A. Mastro Boris N. Feigelson Yekan Wang Michael Liao Mark Goorsky Karl D. Hobart
鉴于在GaN中选择性区域掺杂对于实现平面工艺技术的重要性，以及避免蚀刻/再生长工艺的并发症，离子注入是可识别的替代方案。由于GaN材料在大气压和相应温度下分解为Ga+N2,因此退火激活掺杂物质并修复对晶体的损伤对GaN来说是一个挑战。在本研究中，以不同的堆叠方式对原位高低温外延和非原位溅射AlN帽进行了研究，以研究Mg离子注入和激活的最佳条件。同时，为了更好地理解剂量依赖性激活，还研究了不同注入剂量的基质。每个样本都有一个独特的cap堆叠和四种不同的植入剂量，包括一个未植入的参考象限。结果表明，质量较差的帽膜使氮在退火过程中离开晶体，留下氮空位。此外，表面需要高剂量以促进欧姆接触的形成。结果提示，原位外延生长的AlN帽更适合GaN激活退火，高温薄帽提供了防止晶体解体的最佳屏障。我们揭示了一种在离子注入Mg原子的电激活过程中保持GaN晶体结构质量的及时策略。本工作为GaN器件的电学表征和器件加工提供了有价值的信息，为实现注入Mg的电激活提供了一条清晰的途径，同时保持了GaN晶体结构的完整性。
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