氮化鋁具有6.1eV的超寬帶隙，這對于制造大功率和高壓電子產(chǎn)品而言具有誘人的吸引力，同時(shí)在約200nm波長范圍內(nèi)兼有深紫外光電子學(xué)的潛力。寬帶隙材料在實(shí)現(xiàn)高電導(dǎo)率方面具有挑戰(zhàn)性。

　　改善AlN中的電導(dǎo)率涉及降低螺紋位錯(cuò)和鋁空位硅（VAl-nSi）絡(luò)合物的密度。這些缺陷通過俘獲淺至約70meV供體態(tài)的電子，降低了硅作為摻雜劑的有效性，從而降低了電導(dǎo)率。

　　紫外光照射的目的是產(chǎn)生多余的少數(shù)載流子，這些載流子的存在使VAl-nSi絡(luò)合物的形成能向上移動(dòng)，從而降低了它們的密度。產(chǎn)生空穴需要能量高于6.1eV帶隙（即波長小于200nm）的UV光子。該技術(shù)的理論設(shè)計(jì)為缺陷準(zhǔn)費(fèi)米能級（dQFL）控制。

　　研究人員使用位錯(cuò)密度低于10³ / cm²的AlN襯底，單晶AlN由通過物理氣相傳輸（PVT）生長的球團(tuán)加工而成，再通過使用富氮金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）添加同質(zhì)外延AlN層。

　　n型摻雜是在100keV能量下用10¹⁴個(gè)原子/cm²的硅離子注入實(shí)現(xiàn)的，在注入過程中，將AlN襯底傾斜7°，以避免離子容易穿過晶格結(jié)構(gòu)中對齊間隙的通道效應(yīng)。

　　在氮?dú)庵幸?00Torr的壓力在1200°C退火2小時(shí)來激活摻雜，溫度被視為較低，低于系統(tǒng)達(dá)到熱力學(xué)平衡所需的值。

　　用來自1kW汞氙燈的UV燈照射樣品。紫外線照射減少了中間間隙的光致發(fā)光，表明成功抑制了植入后退火過程中補(bǔ)償性VAl-nSi點(diǎn)缺陷的產(chǎn)生。

　　用于電氣測量的觸點(diǎn)是范德堡格式的電子束蒸發(fā)釩/鋁/鎳/金。在氮?dú)庵性?50°C下沉積一分鐘后，對觸點(diǎn)進(jìn)行退火。

　　在300K和725K溫度范圍內(nèi)測量在各種條件下退火的樣品的電導(dǎo)率。與在相同溫度但沒有紫外線的情況下退火的樣品相比，經(jīng)過紫外線退火的樣品在整個(gè)溫度范圍內(nèi)的導(dǎo)電率提高了30倍。隨著溫度接近室溫，顯示出較差的性能。

　　利用電導(dǎo)率的溫度依賴性，研究人員估計(jì)紫外線照射的樣品的補(bǔ)償比為0.2，而在1200°C下無紫外線退火的樣品的補(bǔ)償率為0.9。

　　由于植入物產(chǎn)生的高斯施主濃度和遷移率隨深度而變化，預(yù)計(jì)室溫霍爾測量結(jié)果不會(huì)很準(zhǔn)確，因此，進(jìn)行了熱探針交流測量。

　　在高于400°C的溫度下，自由電子濃度估計(jì)為5x10¹⁸ / cm³（假定為200nm層的平均值），遷移率為1cm² / V-s。薄層載體的濃度接近硅劑量，約為~1x10¹⁴ / cm²。

　　研究人員評論說：“雖然離子注入在AlN中證明了室溫下超過1/Ω-cm的高導(dǎo)電性，但盡管補(bǔ)償率很低，測量的載流子遷移率卻比外延摻雜低100倍左右。”

　　在沒有UV的情況下經(jīng)過1200°C退火的樣品在類似的遷移率下具有約1x10¹³ / cm²的薄片載體濃度。低遷移率促使科研人員進(jìn)一步深入研究，希望可以得到改善，從而實(shí)現(xiàn)更高的導(dǎo)電性。