佈植氮離子與碳離子於未摻雜氮化鎵之特性研究

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研究生：	邵勝添 Sheng-Tien Shao
論文名稱：	佈植氮離子與碳離子於未摻雜氮化鎵之特性研究 Coimplantation of N ion and C ion into undoped GaN
指導教授：	李清庭 Ching-Ting Lee
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 光電科學與工程學系 Department of Optics and Photonics
畢業學年度：	91
語文別：	英文
論文頁數：	63
中文關鍵詞：	離子佈植、氮、氮化鎵、碳
外文關鍵詞：	GaN, C, implant, N
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論文摘要
本文的實驗是研究氮離子和碳離子同時及分別佈植於未摻雜之
氮化鎵的特性研究，氮離子以45keV、90keV、200keV 等不同能量分
別搭配2×1012 cm-2、4.5×1012cm-2、1×1013cm-2 等不同佈植濃度，而碳
離子以30keV、65keV、150keV 等不同能量分別搭配1.8×1012 cm-2、4
×1012cm-2、9.5×1012cm-2 等不同佈植濃度，佈植在載子濃度約3.52×
1016cm-3 之未摻雜之氮化鎵上，形成一層佈植深度約350nm，佈植濃
度約達5×1017cm-3 的佈植層，藉以瞭解氮離子和碳離子佈植後的氮化
試片特性。
在光特性方面，利用拉曼(Raman) 量測顯示由佈植所造成的載
子濃度之改變可由A1(LO) 模態之強度變化而初步得知；利用光激發
螢光光譜(photoluminescence)的量測顯示，氮離子佈植會降低黃光區
的發光強度且在波長683nm 附近會產生一個波峰，而碳離子將增強
黃光放射的發光機制且在波長683nm 附近亦會產生一個波峰。
在電性方面，由電流-電壓量測顯示，在相同的電壓下，經過氮
離子和碳離子佈植後的試片再經過熱退火處理過後與未佈植的試片
作比較，可以發現到其電流上的差異，以有佈植且經過900oC 熱處理
的試片有著較佳的絕緣性。

Coimplantation of N ion and C ion into undoped GaN

論文摘要..................................................................................................... I
目錄............................................................................................................II
圖表目錄....................................................................................................V
第一章序論...............................................................................................1
1 背景及研究動機............................................................................1
2 實驗目的........................................................................................2
第二章量測系統及原理簡述..................................................................4
1 離子佈植簡述：............................................................................4
2 量測系統及原理概述....................................................................5
2.1 光激發光譜..........................................................................5
2.1.1 光激發螢光法...................................................................5
2.1.2 光激發螢光量測原理.......................................................6
2.1.3 光子在能帶間之躍遷型式: .............................................7
2.1.4 能隙隨溫度及摻雜濃度影響之變化: .............................8
2.2 拉曼光譜量測......................................................................9
2.2.1 拉曼光譜...........................................................................9
2.2.2 拉曼光譜原理:................................................................10
III
2.2.3 大角度入射的拉曼光譜測定方法...............................11
2.3 電流-電壓特性量測.........................................................12
2.3.1 電流-電壓特性量測法...................................................12
2.3.2 電流-電壓特性量測原理..............................................12
第三章實驗方法及量測步驟................................................................13
1 實驗準備......................................................................................13
試片準備.....................................................................................13
2 實驗步驟......................................................................................13
3 電流-電壓特性效應量測元件製作...........................................15
第四章結果與討論................................................................................16
前言....................................................................................................16
1 拉曼光譜討論與分析..................................................................16
1.1 拉曼光譜...........................................................................16
1.2 氮化鎵薄膜與拉曼光譜...................................................17
1.3 拉曼光譜與離子佈值.......................................................18
1.4 拉曼光譜與熱處理的修復過程........................................19
2 PL 討論與分析............................................................................19
2.1 氮化鎵的PL 光譜中之黃光放射....................................20
2.2 離子佈植後的PL 光譜....................................................21
IV
3 電流-電壓效應量測之討論與分析............................................26
3.1 電流-電壓效應量測.........................................................26
3.2 離子佈植後的電流-電壓特性.........................................26
第五章結論.............................................................................................28

                                

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參考文獻
[1] J. C. Zolper, S. J. Pearton, R. G. Wilson, and R. A. Stall,
“Implant activation and redistribution of dopants in GaN”, IEEE,
Ion Implantation Technology, Proceedings of the 11th
International Conference (1997)
[2] J. K. Sheu, C. J. Tun, M. S. Tsai, C. C. Lee, G. C. Chi, S. J.
Chang and Y. K. Su, “n+-GaN formed by Si implantation into
p-GaN”, J. Appl. Phys. 91, 1845, 2002
[3] 曾建峰，‘有機金屬氣相磊晶法低溫砷化鎵的變溫霍爾量測及
深層能階暫態能譜量測“，交通大學電子物理所，碩士論文
(1995)
[4] 高孝維，”N 型氮化鎵高熱穩定性歐姆接觸之研究”，中央大
學光電研究所，碩士論文(1999)
[5] Dimity Kirillov, Heon lee, and James S. Harris, Jr., ”Raman
scattering study of GaN films”, J. Appl. Phys. 80, 4058, 1996
[6] F. A. Ponce, J. W. Steeds, C. D. Dyer and G. D. Pitt, “Direct
imaging of impurity-induced Raman scattering in GaN”, Appl.
Phys. Lett. 69, 2650, 1996
31
[7] W. Limmer, W. Ritter, and R. Sauer, “Raman scattering in
ion-implanted GaN”, Appl. Phys. Lett. 72, 2589, 1998
[8] 江博仁，”矽離子佈植於p 型氮化鎵之特性研究”，中央大學
光電所，碩士論文(2001)
[9] T. Kozawa, T. Kachi, H. Kano, M. Hashimoto, N. Koide, and K.
Manabe, “Raman scattering from LO phonon-plasmon coupled
modes in gallium nitride” J. Appl. Phys. 75, 1098, 1994
[10] J. F. Muth, J. H. Lee, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, H. C. Casey,
Jr., B. P. Keller, U. K. Mishra, and S. P. DenBaars, “Absorption
coefficient, energy gap, exciton binding energy and
recombination lifetime of GaN obtained from transmission
measurements”, Appl. Phys. Lett. 71, 2572, 1997
[11] Jörg Neugebauer and Chris G. Van de Walle, ”Gallium vacancies
and the yellow luminescence in GaN”, Appl. Phys. Lett.69, 503,
1996
[12] J. C. Zolper, R. G. Wilson, S. J. Pearton, and R. A. Stall, “Ca and
O implantation doping of GaN” Appl. Phys. Lett.68, 1945,
1996
[13] G. Li, S. J. Chua, S. J. Xu, W. Wang, P. Li, B. Beaumont, and P.
Gibart, “Nature and elimination of yellow-band luminescence
and donor-acceptor emission of undoped GaN” Appl. Phys. Lett.
74, 2821, 1999
[14] M. A. Reshchikov, F. Shahedipour, R. Y. Korotkov, B. W.
Wessels, and M. P. Ulmer, “Photoluminescence band near 2.9ev
in undoped GaN epitaxial layers”, J. Appl. Phys. 87, 3351, 2000
[15] C. H. Seager, A. F. Wright, J. Yu and W. Götz, “Role of carbon
in GaN”, J. Appl. Phys. 92, 6553, 2002
[16] D. J. Chadi, “Atomic origin of deep levels in p-type GaN:
Theory”, Appl. Phys. Lett. 71, 2970, 1997
[17] T.L Tansley and R.J. Egan, “Point-defect energies in the nitrides
of aluminum, gallium, and indium”, Phys. Rev B, 45, 10942,
1992
[18] Jörg Neugebauer and Chris G. Van de Walle, “Atomic geometry
and electronic structure of native defects in GaN”, Phys. Rev. B,
50, 8067, 1994

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