Verbindungshalbleiter

Welche Kombination aus Hauptgrund und Gegenmaßnahme ist richtig, weshalb mit Magnesium dotiertes GaN aus dem MOCVD-Verfahren unmittelbar nach dem Wachstum hochohmig ist und nicht p-leitend wird?

  1. AMg verdampft und verschwindet, daher wird mehr Mg zugegeben
  2. BWasserstoff bindet an Mg und inaktiviert den Akzeptor, daher wird durch Wärmebehandlung in Stickstoff oder Elektronenbestrahlung aktiviert
  3. CGaN ist ein Isolator, daher ist eine p-Dotierung unmöglich
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Antwort: B. Wasserstoff bindet an Mg und inaktiviert den Akzeptor, daher wird durch Wärmebehandlung in Stickstoff oder Elektronenbestrahlung aktiviert

Aus Ausgangsstoffen des MOCVD-Prozesses wie Ammoniak stammender Wasserstoff bindet an Mg und bildet Mg-H-Komplexe, sodass der Akzeptor nicht wirkt. 1989 gelang Hiroshi Amano und Mitarbeitern die p-Leitung durch Elektronenbestrahlung, und 1992 fanden Shuji Nakamura und Mitarbeiter ein für die Massenfertigung geeignetes Verfahren, den Wasserstoff durch Wärmebehandlung (Tempern) bei etwa 700 °C in Stickstoff auszutreiben. Mit der Aufklärung, dass Wasserstoff die Ursache ist, schritt die praktische Umsetzung blauer LEDs und Laser mit einem Schlag voran.

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