Instytut Wysokich Ciśnień

Dobre zrozumienie i powtarzalność procesu trawienia elektrochemicznego (ECE) GaN typu n sprawiły, że technika ta stała się interesującą metodą kontroli współczynnika załamania światła warstw GaN poprzez zmianę ich porowatości. Jednak w przypadku GaN typu p, wydaje się, że brak modelu i zrozumienia procesu stanowiły istotną przeszkodę w demonstracji trawienia ECE GaN p-typu w kontrolowany sposób. W pracy N. Fiuczek et al. „Electrochemical etching of p-type GaN using a tunnel junction for efficient hole injection”, opublikowanej ostatnio w prestiżowym czasopiśmie Acta Materialia autorzy tłumaczą mechanizm trawienia p-typu oraz pokazują, że zastosowanie złącza tunelowego pozwala na bardzo efektywne wstrzykiwanie nośników potrzebnych do trawienia.

W pracy po raz pierwszy zaprezentowano trawienie elektrochemiczne warstw GaN domieszkowanych na typ p przy stałym napięciu i bez użycia zewnętrznego źródła światła. Dzięki użyciu złącza tunelowego uzyskano jednorodne i doskonale kontrolowalne trawienie warstw GaN oraz InGaN domieszkowanych Mg. Co niezwykle interesujące, zakres napięć, dla których otrzymano warstwy porowate, wynosił tylko ~0.4 V. Progowe napięcia trawienia (2.2 V) oraz napięcia, przy których uzyskano silne trawienie (2.4 V), są znacznie niższe niż dla warstw GaN domieszkowanych na typ n o tej samej koncentracji domieszek. W pracy pokazano również, że transport dziur w materiale nie był ograniczony aż do 200 µm odległości w płaszczyźnie. Za pomocą zaproponowanego modelu trawienia p-typowych warstw GaN wyjaśniono jak zachodzi ten proces w układzie złącza tunelowego użytego jako warstwy wstrzykującej nośniki do warstwy trawionej.