研究目的
通过测量两端电阻和I-V特性，研究380 keV质子辐照对GaN基LED中p-GaN和n-GaN层的影响，并理解p型和n型GaN在辐照耐受性方面的差异。
研究成果
与n-GaN相比，由于p-GaN中初始空穴密度较低，在较低注量下380 keV质子辐照会导致p-GaN电阻显著增加?；贕aN器件的辐照耐受性主要由p-GaN层决定，这表明提高p型掺杂效率可以增强器件在恶劣环境中的稳健性。
研究不足
LED晶圆的初始载流子浓度并不精确已知，本研究依赖于估算数据。光致发光研究得出的空穴陷阱引入率可能被高估。高注量下复合缺陷的影响尚未完全探究，要完整理解不同空穴浓度p-GaN的辐照效应仍需进一步研究。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用商用基于GaN的LED晶圆，其有源层为InGaN/GaN多量子阱结构。通过施加380 keV质子辐照并测量两端电阻及I-V特性，探究对p型和n型GaN层的影响。
2：样品选择与数据来源：
使用发光峰波长约450 nm的GaN基LED晶圆。通过刻蚀和沉积技术在p-GaN和n-GaN层形成欧姆接触。
3：实验设备与材料清单：
设备包括感应耦合反应离子刻蚀（ICP-RIE）系统、光刻装置、电子束蒸发电极沉积仪、快速热退火炉、日本原子能机构（JAEA）的质子注入辐照设施，以及用于I-V测量的半导体器件分析仪B1500A（安捷伦科技）。材料包含n-GaN接触层用Ti/Al/Ti/Au和p-GaN接触层用Ag。
4：实验流程与操作步骤：
采用ICP-RIE刻蚀700 nm深度的p-GaN以暴露n-GaN层进行接触制备。通过电子束蒸发沉积欧姆接触并进行退火处理。在室温下实施质子辐照，注量分别为1×101?和1×101? cm?2。测量辐照前后的I-V特性和两端电阻。
5：数据分析方法：
运用圆形传输线模型（c-TLM）分析电阻数据以估算方块电阻和载流子浓度。结合陷阱引入效应和载流子浓度变化解释实验结果。
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semiconductor device analyzer
B1500A
Agilent Technologies
Measuring current-voltage (I-V) characteristics of the samples at room temperature with coaxial probes for low-noise measurement.
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inductively coupled reactive ion etching system
Etching p-GaN layer to form n-contact on n-GaN layer.
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electron beam evaporator
Depositing ohmic contact electrodes (Ti/Al/Ti/Au for n-GaN and Ag for p-GaN).
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rapid thermal annealer
Annealing ohmic contacts at specific temperatures (800°C for n-type and 530°C for p-type).
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ion-implantation facility
Japan Atomic Energy Agency (JAEA)
Performing proton irradiation at 380 keV energy.
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