一种Mg掺杂GaN材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种Mg掺杂GaN材料及其制备方法和应用，属于GaN材料技术领域，其制备方法包括：在衬底上生长Mg掺杂GaN层，制得基体材料；于N2或N2/O2混合气氛条件下，将基体材料进行退火处理，退火的同时对基体材料施加交变电场；退火结束后，使用N2等离子体处理样品表面，制得。该制备方法显著提高了Mg受主激活率和空穴浓度，同时降低了操作的工艺温度，减少材料中晶格损伤，制得的材料适用于多种GaN基器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于gan材料，具体涉及一种mg掺杂gan材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、mg掺杂gan是实现p型导电的关键材料，广泛应用于发光二极管(led)、高电子迁移率晶体管(hemt)和功率二极管等领域。然而，mg作为gan中的受主掺杂剂，其激活率通常低于10％，空穴浓度难以突破1018cm-3，主要受限于以下问题；

2、1、高激活能：mg受主能级较深(150–200mev)，限制了空穴的生成效率

3、2、h残留：金属有机化学气相沉积(mocvd)生长过程中引入的h与mg形成mg-h复合物，抑制激活；

4、3、缺陷问题：高浓度mg掺杂(>1020cm-3)易引发自补偿效应和氮空位缺陷，降低材料质量；

5、现有改进方法包括高温退火(800–1000℃)、共掺杂(如mg-o、mg-be)、超薄层掺杂和等离子体处理等，但这些技术仍存在局限性。例如，高温退火虽可提升空穴浓度至5×1017cm-3，但易引入氮空位缺陷；共掺杂能降低激活能，却增加了工艺复杂性。因此，亟需一种高效、低损伤的激活方法，以突破m本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种Mg掺杂GaN材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的Mg掺杂GaN材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述衬底为硅衬底、蓝宝石衬底或碳化硅衬底中一种。

3.如权利要求1所述的Mg掺杂GaN材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中采用金属有机化学气相沉积法生长Mg掺杂GaN层，其中，Mg掺杂浓度控制在5×1019-1×1020cm-3。

4.如权利要求1所述的Mg掺杂GaN材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中退火温度为500-700℃，退火时间为10-30min。

5.如权利要求1所述的Mg掺杂Ga...

【技术特征摘要】

1.一种mg掺杂gan材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的mg掺杂gan材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述衬底为硅衬底、蓝宝石衬底或碳化硅衬底中一种。

3.如权利要求1所述的mg掺杂gan材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中采用金属有机化学气相沉积法生长mg掺杂gan层，其中，mg掺杂浓度控制在5×1019-1×1020cm-3。

4.如权利要求1所述的mg掺杂gan材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中退火温度为500-700℃，退火时间为10-30min。

5.如权利要求1所述的mg掺杂gan材...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨峰，宋文胜，刘东，陈健，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：