Abstract
本發明揭櫫製備正-型(p-type)三A族氮化物半導體(以MN代表，M為B、Al、Ga、In等，N為氮)之摻雜劑以及所配合的摻雜方法，摻雜劑係由穩定價態小於 3價之金屬、或小於-3價之非金屬元素所組成，並需搭配本發明所揭櫫之特殊離子佈植法，才能成功製取。所謂特殊離子佈植法，係指鍍一薄層可摻雜元素之薄膜於待佈植MN表面，做為阻隔層(barrier layer)，再將相同或不同的可摻雜元素以離子佈植之方式注入MN半導體，摻雜成預定深度、項定摻雜量之正-型MN薄膜的方法。所開發之摻雜劑元素包括鈹、鎂、鉻、錳、鈷、鎳、銅、鋅、鎘、銀，碳、矽等。佈植後的MN半導體再於氮氛圍，且於高溫下進行退火熱處理，最後視需要利用侵蝕法去除原先鍍於外層之阻隔層。本發明之阻隔層突破傳統技術，其不僅可做為減少離子佈植所造成的輻射損傷，更重要是能阻隔M-N鍵結因離子束衝擊被打斷後，以及後續高溫熱處理時之氮離子逸失。高溫退火處理可消除大部份輻射損傷缺陷，且令佈植元素廣為擴散。基於電荷平衡，設定佈植深度之MN薄膜，其正-型之行為將因之顯現。本發明正-型MN薄膜之離子佈植法可以應用在各種三五族氮化物半導體高功率元件、 LED或雷射等光電元件上，提供產業界一個快速、有效率且可精確控制佈植深度、摻雜量、載子濃度之正-型佈植方法。