A study of the activation mechanism of implanted impurities and control of point defect in group III nitrides

III族氮化物注入杂质激活机制及点缺陷控制研究

• 批准号: 21H01826
• 负责人: 上殿 明良
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01826/
• 关键词: III属窒化物半導体; イオン注入; 点欠陥; 陽電子消滅; フォトルミネッセンス; II属窒化物半導体; 不純物活性化; III族窒化物半導体

本研究では、半導体デバイスとして使用されるIII属窒化物半導体のイオン注入により導入された点欠陥の同定とその焼鈍挙動を、点欠陥を直接検出することができる手法である陽電子消滅、また、フォトルミネッセンス、カソードルミネッセンス法、電気的特性評価等により研究する。得られた結果から、窒化物半導体の点欠陥の挙動、各種ドーパントとの相互作用を解明することが本研究の目的である。また、ドナー、アクセプターとして機能する原子だけでなく、活性化を阻害ないしは促進すると考えられている元素についてもイオン注入を行い、欠陥の回復過程にどのような影響を与えるかを調べる。陽電子は物質中に入射すると電子と消滅しγ線が放出される。γ線のエネルギーはE=mc2で与えられ約511 keVとなるが、消滅前の電子の運動量によりドップラー効果が生じそのエネルギーが変化する。一方、陽電子は，原子核とのクーロン反発力のため，空孔型欠陥に捕獲される可能性がある。空孔中の電子運動量分布と完全結晶中の電子運動量分布は異なるため、消滅γ線のエネルギー分布を測定することにより空孔型欠陥を検出する。空孔中では電子密度が格子間位置に比較して低いことから、陽電子の消滅率は低下する。よって、陽電子の寿命を測定することでも空孔型欠陥を検出できる。陽電子消滅計算シミュレーションの結果と実験結果を比較することにより、空孔型欠陥の種類（サイズ、不純物との複合状態等）についての詳しい情報が得られる。本研究により、陽電子消滅と他の欠陥に敏感な手法を組み合わせることにより、III属窒化物半導体のイオン注入欠陥の特性を明らかにし、イオン注入によるIII族窒化物デバイスプロセスの発展に貢献したい。

In this study, the asphyxiated III was used in this study. In this study, the asphyxiated hemispheres were injected into the vehicle at the same point. The device was directly used in the study. The method was used in the study, such as the elimination of electricity, the device, the device, the characteristics of electricity, and so on. The results showed that the asphyxiant hemisomal sites were not active, and the interactions of various kinds of asphyxiant semispheres were used to understand the purpose of this study. In order to improve the performance of the industry, it is necessary to improve the performance of the system by using the atomic energy system, the active system, the active system, the mechanism, the activation, the effect, the effect and the effect. There is an incident electron in the electric device, and the electron is dissipated and gamma rays are emitted. The cost of the E=mc2 is much higher than that of the 511 keV. Before the consumption of electricity, the energy consumption of the electric power plant is very high. One side, the electron, the nuclear force is very strong, and the hole type is not as good as the possibility of trapping. The electrical energy distribution in the hollow hole is complete. In the crystal, the dynamic distribution of the electrical generator, the thermal energy distribution and the elimination of γ-ray in the hole are measured. In the hollow hole, the position in the grid is lower than that in the hollow hole, and the dissipation rate of the electric cell is very low. The life span of the engine and the engine is determined by the life tester. The empty hole type is short of the output line. The computer simulation results show that the results are better than the results of the test results, the results of the computer calculation, the results of the computer calculation, the results of the computer simulation results, the results of the computer simulation results show that the results are better than the results of the computer calculation. The purpose of this study is to analyze the characteristics of the injection of asphyxiated hemispheres of III, the sensitive devices of other devices, the injection of asphyxiated hemispheres, and the injection of asphyxiated compounds of the family III, the characteristics of the samples were demonstrated in this study.

项目成果

Effects of Hydrogen Incorporation on Mg Diffusion in GaN‐Doped with Mg Ions via Ultra‐High‐Pressure Annealing

超高压退火掺氢对镁离子掺杂 GaN 中镁扩散的影响

• DOI: 10.1002/pssb.202200235
• 发表时间: 2022
• 期刊: physica status solidi (b)
• 作者: Narita Tetsuo;Uedono Akira;Kachi Tetsu
• 通讯作者: Kachi Tetsu

Atomic resolution analysis of extended defects and Mg agglomeration in Mg-ion-implanted GaN and their impacts on acceptor formation

镁离子注入 GaN 中扩展缺陷和镁团聚的原子分辨率分析及其对受主形成的影响

• DOI: 10.1063/5.0097866
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Applied Physics
• 影响因子: 3.2
• 作者: Kano Emi;Kataoka Keita;Uzuhashi Jun;Chokawa Kenta;Sakurai Hideki;Uedono Akira;Narita Tetsuo;Sierakowski Kacper;Bockowski Michal;Otsuki Ritsuo;Kobayashi Koki;Itoh Yuta;Nagao Masahiro;Ohkubo Tadakatsu;Hono Kazuhiro;Suda Jun;Kachi Tetsu;Ikarashi Nobuyuki
• 通讯作者: Ikarashi Nobuyuki

aN への Mg イオン注入により形成される結晶欠陥の原子分解能分析

Mg离子注入aN形成晶体缺陷的原子分辨率分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 趙康,紀平俊矢,小林篤,上野耕平,藤岡洋;大築立旺，狩野絵美，片岡恵太，埋橋淳，櫻井秀樹，上殿明良，成田哲生，K. Sierakowski，M. Bockowski，小林功季，大久保忠勝，宝野和博，加地徹，五十嵐信行
• 通讯作者: 大築立旺，狩野絵美，片岡恵太，埋橋淳，櫻井秀樹，上殿明良，成田哲生，K. Sierakowski，M. Bockowski，小林功季，大久保忠勝，宝野和博，加地徹，五十嵐信行

陽電子消滅を用いた材料の欠陥，自由体積の検出

使用正电子湮灭检测材料中的缺陷和自由体积

• 发表时间: 2022
• 作者: Akifumi Asahara;Atsushi Sugita;Kaoru Minoshima;上殿明良
• 通讯作者: 上殿明良

GaNへの Mgイオン注入により形成される結晶欠陥とMg凝集のアクセプタ形成に与える影響

Mg离子注入GaN形成的晶体缺陷及Mg聚集对受主形成的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 山田 泰弘;中村 亮佑;後藤 直樹;毛利 真一郎;出浦 桃子;荒木 努;紀平俊矢,前田亮太,小林篤,上野耕平,藤岡洋;狩野絵美，大築立旺，片岡恵太，埋橋淳，櫻井秀樹，上殿明良，成田哲生，K. Sierakowski，M. Bockowski，小林功季，大久保忠勝，宝野和博，加地徹，五十嵐信行
• 通讯作者: 狩野絵美，大築立旺，片岡恵太，埋橋淳，櫻井秀樹，上殿明良，成田哲生，K. Sierakowski，M. Bockowski，小林功季，大久保忠勝，宝野和博，加地徹，五十嵐信行