p Em nitreto de gálio (GaN) implantado com uma pequena quantidade de magnésio (Mg), O NIMS teve sucesso pela primeira vez na visualização da distribuição e do comportamento óptico do Mg implantado em nanoescala, o que pode ajudar a melhorar o desempenho elétrico de dispositivos baseados em GaN. Alguns dos mecanismos pelos quais os íons Mg introduzidos convertem GaN em um semicondutor do tipo p também são revelados. Esses achados podem acelerar significativamente a identificação das condições ideais para implantação de Mg vital para a produção em massa de dispositivos de energia GaN. p O desenvolvimento de dispositivos de energia baseados em GaN - uma tecnologia de economia de energia promissora - requer a fabricação de semicondutores GaN do tipo n e p. Os semicondutores GaN do tipo p podem ser produzidos em massa pela introdução de íons Mg em wafers de GaN e sujeitando-os a tratamento térmico. Contudo, nenhum método existia para avaliar o efeito das concentrações de Mg e da temperatura de tratamento térmico na distribuição e comportamento óptico do Mg implantado no GaN em dimensões em nanoescala. Além disso, os mecanismos pelos quais as formas de GaN do tipo p permaneceram obscuros até o momento. Esses problemas têm impedido o desenvolvimento de tecnologias que permitem a produção em massa de dispositivos GaN.

p Para esta pesquisa, preparamos seções transversais inclinadas de pastilhas de GaN implantadas com íons de magnésio polindo as pastilhas em um ângulo e analisamos a distribuição da intensidade de luminescência nas seções transversais usando uma técnica de catodoluminescência. Como resultado, descobrimos que os átomos de Mg implantados várias dezenas de nanômetros abaixo da superfície do wafer foram ativados, enquanto os imediatamente abaixo da superfície não foram ativados (figura à esquerda). Além disso, descobrimos usando tomografia de sonda atômica que os átomos de Mg, quando implantado em altas concentrações, desenvolvem-se em depósitos em forma de disco ou bastonete, dependendo da temperatura (figura à direita). A integração de diferentes resultados analíticos gerados por essas técnicas de microscopia mais recentes indicou que os átomos de Mg implantados na vizinhança da superfície do wafer podem se desenvolver em depósitos sob certas condições de temperatura, e, portanto, evita que sejam ativados.

p Os resultados desta pesquisa forneceram orientação vital para o desenvolvimento de camadas de GaN do tipo p dopadas com íons. Além disso, as técnicas desenvolvidas durante este projeto para a análise de distribuições de impurezas são aplicáveis ​​não apenas em wafers homogêneos, mas também em materiais de dispositivos de GaN com estruturas variadas. O uso dessas técnicas pode, portanto, acelerar o desenvolvimento de dispositivos GaN de alto desempenho.