Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2025, выпуск 6 » Статья стр. 940
<<<>>>
Высокотемпературная диффузия бериллия в AlN как направление решения проблемы легирования p-типа и снижения интенсивности оптического поглощения
Мохов Е.Н.1, Нагалюк С.С.1, Казарова О.П.1, Солтамов В.А.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: Mokhov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 25 мая 2025 г.
В окончательной редакции: 25 мая 2025 г.
Принята к печати: 27 мая 2025 г.
Выставление онлайн: 23 июля 2025 г.
PDF версия
Монокристаллический нитрид алюминия (AlN) представляет собой перспективный материал для создания ультрафиолетовых оптоэлектронных и силовых приборов, благодаря широкой запрещенной зоне (Eg~6.1 eV). Развитие приборной базы на его основе сдерживается трудностями в реализации легирования p-типа, во многом ввиду малоизученности свойств акцепторных примесей. Традиционно используемая примесь магния (Mg) в AlN характеризуется высокой энергией активации и низкой растворимостью. В обзоре рассматриваются исследования по легированию AlN бериллием (Be) - примесью с низкой энергией активации (~37 meV), высокой растворимостью и атомным радиусом, близким к Al. Особое внимание уделено методу высокотемпературной диффузии Be в монокристаллический AlN, продемонстрировавшему эффективность Be как акцептора. Также показано, что Be снижает коэффициент оптического поглощения AlN в широком спектре. Полученные данные открывают путь к созданию p-n-структур на основе AlN и развитию оптических приборов ультрафиолетового диапазона. Ключевые слова: нитрид алюминия p-типа, диффузия бериллия, спектр поглощения.
  1. J.J.Y. Tsao, S. Chowdhury, M.A. Hollis, D. Jena, N.M. Johnson, K.A. Jones, R.J. Kaplar, S. Rajan, C.G. Van de Walle, E. Bellotti, C.L. Chua, R. Collazo, M.E. Coltrin, J.A. Cooper, K.R. Evans, S. Graham, T.A. Grotjohn, E.R. Heller, M. Higashiwaki, M.S. Islam, P.W. Juodawlkis, M.A. Khan, A.D. Koehler, J.H. Leach, U.K. Mishra, R.J. Nemanich, R.C.N. Pilawa-Podgurski, J.B. Shealy, Z. Sitar, M.J. Tadjer, A.F. Witulski, M. Wraback, J.A. Simmons. Adv. Electron. Mater. 4, 1, 1600501 (2018)
  2. C. Zhou, A. Ghods, V.G. Saravade, P.V. Patel, K.L. Yunghans, C. Ferguson, Y. Feng, B. Kucukgok, N. Lu, I.T. Ferguson. ECS J. Solid State Sci. Technol. 6, 12, Q149 (2017)
  3. T.Yu. Chemekova, O.V. Avdeev, I.S. Barash, E.N. Mokhov, S.S. Nagalyuk, A.D. Roenkov, A.S. Segal, Yu.N. Makarov, M.G. Ramm, S. Davis, G. Huminic, H. Helava. Physica Status Solidi (c) 5, 6, 1612 (2008)
  4. HexaTech press release. HexaTech Demonstrates 2-Inch Aluminum Nitride Substrate with Absorption of 12 cm-1 at 265 nm, https://www.hexatechinc.com/news-events.html\#jan192021, January 19 (2021)
  5. Crystal IS manufacturing press release. Crystal IS and Asahi Kasei have achieved 99 % usable area on 100 mm bulk aluminum nitride substrate, https://www.cisuvc.com/crystal-is-improves-100 mm-substrate/ (2023)
  6. C. Hartmann, M.P. Kabukcuoglu, C. Richter, A. Klump, D. Schulz, U. Juda, M. Bickermann, D. Hanschke, T. Schroder, T. Straubinger. Appl. Phys. Express 16, 075502 (2023)
  7. H. Amano, M. Kito, K. Hiramatsu, I. Akasaki. Jpn. J. Appl. Phys. 28, 12A, L2112 (1989)
  8. S. Nakamura, T. Mukai, M. Senoh, N. Iwasa. Jpn. J. Appl. Phys. 31, 2B, L139 (1992)
  9. M.L. Nakarmi, K.H. Kim, M. Khizar, Z.Y. Fan, J.Y. Lin, H.X. Jiang. Appl. Phys. Lett. 86, 9, 092108 (2005)
  10. M.L. Nakarmi, N. Nepal, C. Ugolini, T.M. Altahtamouni, J.Y. Lin, H.X. Jiang. Appl. Phys. Lett. 89, 15, 152120 (2006)
  11. H. Ahmad, J. Lindemuth, Z. Engel, C.M. Matthews, T.M. McCrone, W.A. Doolittle. Adv. Mater. 33, 42, 2104497 (2021)
  12. V.A. Soltamov, M.K. Rabchinskii, B.V. Yavkin, O.P. Kazarova, S.S. Nagalyuk, V.Yu. Davydov, A.N. Smirnov, V.F. Lebedev, E.N. Mokhov, S.B. Orlinskii, P.G. Baranov. Appl. Phys. Lett. 113, 8, 082104 (2018)
  13. N. Nepal, M.L. Nakarmi, H.U. Jang, J.Y. Lin, H.X. Jiang. Appl. Phys. Lett. 89, 19, 192111 (2006)
  14. H. Ahmad, Z. Engel, C.M. Matthews, S. Lee, W.A. Doolittle. J. Appl. Phys. 131, 17, 175701 (2022)
  15. J.L. Lyons, A. Janotti, C.G. Van de Walle. Jpn. J. Appl. Phys. 52, 8S, 08JJ04 (2013)
  16. X. Cai, J. Yang, P. Zhang, S.-H. Wie. Phys. Rev. Appl. 11, 3, 034019 (2019)
  17. D.O. Demchenko, M. Vorobiov, O. Andrieiev, T.H. Myers, M.A. Reshchikov. Phys. Rev. Lett. 126, 2, 027401 (2021)
  18. О.П. Казарова, С.С. Нагалюк, В.А. Солтамов, М.В. Музафарова, Е.Н. Мохов. ФТП 56, 3, 275 (2022). [O.P. Kazarova, S.S. Nagalyuk, V.A. Soltamov, M.V. Muzafarova, E.N. Mokhov. Semiconductors 56, 3, 197 (2022).]
  19. Е.Н. Мохов, M.К. Рабчинский, С.С. Нагалюк, М.Р. Гафуров, О.П. Казарова. ФТП 54, 3, 224 (2020). [E.N. Mokhov, M.K. Rabchinskiy, S.S. Nagalyuk, M.R. Gafurov, O.P. Kazarova. Semiconductors 54, 3, 278 (2020).]
  20. J.E. Sansonetti, W.C. Martin. J. Phys. Chem. Ref. Data 34, 4, 1559 (2005)
  21. A.F.W. Willoughby. Reps. Progr. Phys. 41, 10, 1665 (1978)
  22. V.Y. Davydov, Y.E. Kitaev, I.N. Goncharuk, A.N. Smirnov, J. Graul, O. Semchinova, D. Uffmann, M.B. Smirnov, A.P. Mirgorodsky, R.A. Evarestov. Phys. Rev. B 58, 19, 12899 (1998)
  23. A. Sarua, M. Kuball, J.E. Van Nostrand. Appl. Phys. Lett. 81, 8, 1426 (2002)
  24. M. Kuball, J.M. Hayes, Y. Shi, J.H. Edgar. Appl. Phys. Lett. 77, 13, 1958 (2000)
  25. V.A. Soltamov, I.V. Ilyin, A.A. Soltamova, D.O. Tolmachev, E.N. Mokhov, P.G. Baranov. Diamond. Relat. Mater. 20, 7, 1085 (2011)
  26. V.A. Soltamov, I.V. Ilyin, A.A. Soltamova, D.O. Tolmachev, N.G. Romanov, A.S. Gurin, E.N. Mokhov, P.G. Baranov. Physica Status Solidi (c) 9, 3--4, 745 (2012)
  27. Q. Yan, A. Janotti, M. Scheffler, C.G. Van de Walle. Appl. Phys. Lett. 105, 11, 111104 (2014)
  28. R. Collazo, J. Xie, B.E. Gaddy, Z. Bryan, R. Kirste, M. Hoffmann, R. Dalmau, B. Moody, Y. Kumagai, T. Nagashima, Y. Kubota, T. Kinoshita, A. Koukitu, D.L. Irving, Z. Sitar. Appl. Phys. Lett. 100, 19, 191914 (2012)
  29. K. Irmscher, C. Hartmann, C. Guguschev, M. Pietsch, J. Wollweber, M. Bickermann. J. Appl. Phys. 114, 12, 123505 (2013)
  30. В.А. Солтамов, И.В. Ильин, А.А. Солтамова, Д.О. Толмачев, Е.Н. Мохов, П.Г. Баранов. ФТТ 53, 6, 1121 (2011). [V.A. Soltamov, I.V. Ilyin, A.A. Soltamova, D.O. Tolmachev, E.N. Mokhov, P.G. Baranov. Phys. Solid State 53, 6, 1186 (2011).]
  31. X.T. Trinh, D. Nilsson, I.G. Ivanov, E. Janzen, A. Kakanakova-Georgieva, N.T. Son. Appl. Phys. Lett. 105, 16, 162106 (2014).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme