超高压退火下 Mg 注入 GaN 中的缺陷演化与 Mg 偏析
材料科学
2022-04-22 v1
摘要
在 1400 {\deg}C 或更高温度对 Mg 注入的同质外延 GaN 进行退火，可消除反转畴的形成并提高掺杂激活效率。以反转畴形式存在的扩展缺陷在高达 1300 {\deg}C（1 MPa N2 过压）的注入后退火中含有电学非活性的 Mg，导致较低的掺杂激活效率。三轴 X 射线数据显示，在 1300 {\deg}C 退火 10 分钟后注入诱导的应变完全弛豫，表明注入期间形成的应变诱导点缺陷已发生重排。然而，在 1400 {\deg}C 至 1500 {\deg}C（同样为 1 MPa N2 过压）退火消除了反转畴的存在。在这些较高温度及更长时间退火对应变状态没有进一步影响。虽然在 1400 {\deg}C 及以上退火后仍存在位错环等残余缺陷，但位错环处的化学分析未显示 Mg 偏析迹象。同时，观察到在更高温度和更长时间退火后位错环尺寸与密度总体呈下降趋势。早期工作 [1] 针对此类样品的电学测量表明，1400 {\deg}C 退火带来的掺杂激活效率比 1300 {\deg}C 观测到的高一个数量级。本工作通过识别包含 Mg 的微观缺陷（反转畴）补充了早期工作，并指出了在激活 GaN 中 Mg 时使用更高温度退火周期在缺陷密度和 p 型掺杂激活方面的益处。
引用
@article{arxiv.2204.10225,
title = {Defects Evolution and Mg Segregation in Mg-implanted GaN with Ultra-High-Pressure Annealing},
author = {Y. Wang and K. Huynh and M. E. Liao and J. Tweedie and P. Reddy and M. H. Breckenridge and R. Collazo and Z. Sitar and M. Bockowski and X. Huang and M. Wojcik and M. S. Goorsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.10225},
year = {2022}
}