氮化镓p型掺杂的方法、GaN基PN结及其应用

技术特征：
1.一种基于mg离子注入与退火激活实现氮化镓p型掺杂的方法，其特征在于包括：对掺有1％～3％in的氮化镓材料进行mg离子注入和退火激活，从而获得p型掺杂的氮化镓材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于包括：于选定温度条件下外延生长形成掺有1％～3％in的氮化镓材料，该选定温度≥700℃且＜800℃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于包括：在完成所述的mg离子注入后，在氮化镓材料上形成保护结构，之后进行所述的退火激活。4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：所述退火激活是在常压条件下进行，所述退火激活采用的退火温度在1200℃以上，优选为1200～1250℃，退火时间为5～30min。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述保护结构包括依次形成在氮化镓材料上的氧化硅层、氮化硅层；优选的，所述氧化硅层、氮化硅层的厚度分别为4～50nm、100～400nm。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于还包括：在完成所述的退火激活后，去除所述的保护结构。7.一种gan基pn结，其特征在于包括：提供掺有1％～3％in的氮化镓材料；采用mg离子注入和退火激活方式对所述氮化镓材料的第一区域进行p型掺杂，形成p型gan区；对所述氮化镓材料的第二区域进行n型掺杂，形成n型gan区，所述n型gan区与p型gan区配合形成pn结。8.根据权利要求7所述，其特征在于包括：于选定温度条件下外延生长形成掺有1％～3％in的氮化镓材料，该选定温度≥700℃且＜800℃。9.根据权利要求7所述，其特征在于具体包括：在完成所述的mg离子注入后，在氮化镓材料上形成第一保护结构，之后进行所述的退火激活。10.根据权利要求9所述，其特征在于：所述退火激活是在常压条件下进行，所述退火激活采用的退火温度在1200℃以上，优选为1200～1250℃，退火时间为5～30min。11.根据权利要求9所述，其特征在于还包括：在完成所述的退火激活后，去除所述的第一保护结构。12.根据权利要求9所述，其特征在于具体包括：在完成对所述氮化镓材料第一区域的p型掺杂后，在所述氮化镓材料的第二区域注入n型掺杂元素，之后进行退火激活，从而形成n型gan区。13.根据权利要求12所述，其特征在于具体包括：在完成所述n型掺杂元素的注入后，在氮化镓材料上形成第二保护结构，之后进行退火激活。14.根据权利要求13所述，其特征在于：所述n型掺杂元素包括si，所述退火激活是在常压条件下进行，所述退火激活采用的退火温度在1200℃以上，优选为1200～1250℃，退火时间为5～30min。15.根据权利要求13所述，其特征在于还包括：在完成所述的退火激活后，去除所述的第二保护结构。16.根据权利要求13所述，其特征在于：所述第一保护结构和第二保护结构包括依次形成在氮化镓材料上的氧化硅层、氮化硅层；
优选的，所述氧化硅层、氮化硅层的厚度分别为4～50nm、100～400nm。17.如权利要求1
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6中任一项所述的基于mg离子注入与退火激活实现氮化镓p型掺杂的方法或者权利要求7
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16中任一项所述的gan基pn结在制备半导体器件中的用途。

技术总结
本发明公开了一种氮化镓p型掺杂的方法、GaN基PN结及其应用。所述方法包括：对掺有1％～3％In的氮化镓材料进行Mg离子注入和退火激活，从而获得p型掺杂的氮化镓材料。本发明实施例提供的一种基于Mg离子注入与退火激活实现氮化镓p型掺杂的方法，在外延生长氮化镓时掺入少量In组分并不会改变GaN的本身固有属性，外延生长的氮化镓材料整体的质量较高，其本征浓度与GaN的本征浓度接近，从而使在进行退火激活时不需苛刻的高温、高压条件，从而降低了工艺的危险性。而降低了工艺的危险性。而降低了工艺的危险性。


技术研发人员：王哲明 蔡勇 张璇 张宝顺
受保护的技术使用者：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
技术研发日：2021.07.27
技术公布日：2021/11/2