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光励起及び結合長制御不純物共添加による超低抵抗p型III族窒化物の作製

光激发和键长控制杂质共掺杂制备超低电阻p型III族氮化物

基本信息

批准号：
12875006
负责人：
赤崎勇
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Meijo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

GaN系III族窒化物半導体は、サファイアを基板とする場合、本申請者のグループが1986年に開発した成長モード制御法が一般化している。この結晶成長法が基礎となり、伝導性制御が可能となり、1989年には不可能とまで云われたp型結晶及びpn接合が実現した。現在、有機金属化合物気相成長法によりGaNにおいて、室温での抵抗率数Ωcm、自由正孔濃度10^<18>cm^<-3>台のp型伝導性結晶が再現性良く得られている。n型結晶は抵抗率10^<-3>Ωcm以下、自由電子濃度10^<19>cm^<-3>台であり、p型結晶の電気的特性は、今だ十分な水準とは云えない。また、よりバンドギャップの大きいAlGaNに至っては、AlNモル分率0.3を超えると、p型伝導性を生じさせるのは現状では極めて困難である。アクセプタ不純物としてMgが用いられているが、1.水素により不活性化すること、2.活性化エネルギーが大きいこと、が問題である。1.については、成長後低加速電子線照射処理などにより、ある程度脱水素化することは可能であるが、2.については本質的な問題である。本研究では、これらの問題の解決を探る方法を検討する。ドナーであるシリコンをコドープして特性を評価したが、p型の正孔濃度がN_A-N_Dに従い、ドープしたシリコン濃度に従って減少するという、極常識的な結果であった。理論の中には、Mgの形成するアクセプタ準位の形成機構を考慮してコドープの効果を論ずるものも見受けられるが、本実験からは、Mgアクセプタの形成は、水素原子様であり、単純であると推測された。AlGaN中へのMgのドーピングに関しては、二次元正孔形成の可能性が見出され、今後の研究の発展が期待される。

In the case of GaN group III semiconductor, the growth process of the present applicant has been generalized since 1986. The crystal growth method is based on the possibility of conductivity control. In 1989, the p-type crystal and pn junction were realized. At present, organic metal compound phase growth method for GaN, room temperature resistance number Ωcm, free positive pore concentration of 10^<18>cm^<-3>Taiwan p-type conductive crystal reproducibility is good. n-type crystals have a resistivity of 10^<-3>Ωcm or less, a free electron concentration of 10^<19>cm <-3>or less, and electrical characteristics of p-type crystals are now at a very high level. The current situation is extremely difficult for AlGaN and AlN to reach a high concentration of 0.3 and p-type conductivity. 1. Water element is not activated 2. Activated impurity is not activated 3. 1. Low acceleration electron beam irradiation treatment after growth; 2. The nature of the problem. This study aims to explore the solution of these problems. The results of the evaluation of the concentration of the positive pore of the p-type from N_A to N_D and the decrease of the concentration of the positive pore of the p-type from N_A to N_D are very common. In theory, the mechanism of Mg formation is considered, and the effect of Mg formation is discussed. The possibility of formation of secondary positive pores in AlGaN is revealed, and future research is expected.