編號(hào)：NMJS09301
篇名：質(zhì)子輻照嬗變摻雜制備p型氧化鎵的仿真研究
作者：單梓揚(yáng) 焦學(xué)勝 袁大慶
關(guān)鍵詞： 氧化鎵 P型摻雜 質(zhì)子輻照
機(jī)構(gòu)： 中國(guó)原子能科學(xué)研究院
摘要： 超寬禁帶半導(dǎo)體氧化鎵是當(dāng)前半導(dǎo)體領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)材料,但采用常規(guī)的摻雜工藝尚未在大塊晶體上實(shí)現(xiàn)其p型摻雜,這阻礙了其應(yīng)用。質(zhì)子輻照嬗變摻雜是利用高能質(zhì)子與靶材料核反應(yīng)所產(chǎn)生的嬗變產(chǎn)物實(shí)現(xiàn)摻雜的方法。多種嬗變產(chǎn)物具有不同的摻雜效果,有望通過(guò)多種摻雜元素的庫(kù)侖耦合效應(yīng)實(shí)現(xiàn)氧化鎵的p型摻雜。本文利用帶電粒子反應(yīng)的蒙特卡羅軟件FLUKA對(duì)100 MeV質(zhì)子輻照氧化鎵嬗變摻雜開(kāi)展仿真分析。結(jié)果表明,輻照冷卻100 d后,活化活度下降約4個(gè)數(shù)量級(jí),嬗變產(chǎn)物元素濃度趨于穩(wěn)定。分析不同摻雜類(lèi)型的嬗變產(chǎn)物元素濃度,表明質(zhì)子輻照嬗變能形成凈p型摻雜。在靶材料不同深度處的凈p型摻雜濃度有所差異,在0.60~0.90 cm深度處凈p型摻雜濃度最大,每1016 cm-2輻照注量下可達(dá)4.26×1014 cm-3。與40 MeV質(zhì)子輻照和快中子輻照嬗變的摻雜相比,100 MeV質(zhì)子輻照嬗變摻雜效率更高。
