研究目的
研究独立GaN衬底上Mg注入与Mg掺杂GaN层中缺陷的对比结构分析，以理解缺陷本质及其对p型掺杂效率的影响。
研究成果
研究得出结论，氮化镓（GaN）层中缺陷的性质取决于镁（Mg）的掺入方法，其中锥形缺陷和线状缺陷仅存在于镁离子注入样品中，这些缺陷会导致镁自补偿效应并降低p型导电性。这一发现有助于优化基于氮化镓器件的掺杂工艺。
研究不足
该研究仅限于特定的镁浓度和掺杂方法；由于高电阻率，无法准确评估镁注入样品的电学性能。需要进一步研究以确认缺陷的确切性质和形成机制，且注入样品中镁分布不均匀可能影响结果。
1：实验设计与方法选择：
本研究比较了在独立GaN衬底上采用离子注入和外延掺杂两种方法向GaN层中引入Mg元素的过程，通过扫描透射电子显微镜（STEM）和二次离子质谱（SIMS）分析缺陷。
2：样品选择与数据来源：
使用氢化物气相外延法生长的独立n型GaN衬底，外延层通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长。两种方法均以4×10^19 cm^-3的浓度引入Mg。
3：实验设备与材料清单：
设备包括用于结构分析的JEOL JEM-ARM200F STEM、用于Mg深度剖析的SIMS、采用Ga离子束的聚焦离子束铣削技术制备透射电镜样品，以及液氮冷却的低能Ar离子铣削。材料包括Mg掺杂和Mg注入的GaN样品。
4：实验步骤与操作流程：
对于Mg注入，样品在500°C下以特定能量和剂量注入，随后在1350°C退火。通过霍尔测量进行电学表征。STEM成像在不同条件下（如离轴区域）进行以增强缺陷对比度。EDS用于元素分析。
5：数据分析方法：
关联STEM和SIMS数据以分析缺陷类型和分布。未明确提及统计分析，但进行了视觉和光谱对比。
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获取完整内容-
Scanning Transmission Electron Microscope
JEM-ARM200F
JEOL
Used for structural investigations of defects in GaN samples, including bright field and annular dark field imaging, and energy-dispersive spectroscopy for elemental analysis.
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Secondary Ion Mass Spectrometry
Used to measure the depth profile of Mg concentrations in the GaN samples.
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Focused Ion Beam Milling System
Used for preparing TEM specimens by milling with Ga beams.
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Ar Ion Milling System
Used for low-energy ion milling of TEM specimens, cooled with liquid nitrogen.
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