由于Mg原子在GaN中的激活效率較低,為了實(shí)現(xiàn)高空穴濃度的p型材料,必須進(jìn)行高濃度的Mg摻雜。 L7806CV-DG而在熱力學(xué)平衡的條件下,GaN中的Mg雜質(zhì)濃度存在一個(gè)最大值,即Mg在G燜中的溶解度存在一個(gè)極限值ul】。當(dāng)摻雜濃度達(dá)到一定程度后,再增加雜質(zhì)濃度,Mg雜質(zhì)會在G瘀中形成Mg3N2。因此溶解度的限制是p型GaN材料發(fā)展的一大阻礙。

   電離能

   電離能是雜質(zhì)電離需要的能量,也即雜質(zhì)激活所需要的能量。在一定溫度下,電離能決定著雜質(zhì)電離的比例,D.ac為電離雜質(zhì)比例;ⅣA為受主濃度;蜘為價(jià)帶有效狀態(tài)密度;刪A為電離能;嫵為玻耳茲曼常數(shù);r為溫度。

   我們可以看出:隨電離能的增大,雜質(zhì)電離的比例成指數(shù)比例變小。在室溫下,Mg在G瘀中的電離能非常大,約為⒛0mcV,由式(⒉34)計(jì)算可知,雜質(zhì)的電離率僅為1%,這就意味著,在假定材料質(zhì)量不變壞的前提下,如果要實(shí)現(xiàn)p型GaN空穴濃度為101:cln3,需Mg的摻雜濃度至少達(dá)到1020㈨尸。