由于Mg原子在GaN中的激活效率較低,為了實現高空穴濃度的p型材料,必須進行高濃度的Mg摻雜。 L7806CV-DG而在熱力學平衡的條件下,GaN中的Mg雜質濃度存在一個最大值,即Mg在G燜中的溶解度存在一個極限值ul】。當摻雜濃度達到一定程度后,再增加雜質濃度,Mg雜質會在G瘀中形成Mg3N2。因此溶解度的限制是p型GaN材料發展的一大阻礙。

   電離能

   電離能是雜質電離需要的能量,也即雜質激活所需要的能量。在一定溫度下,電離能決定著雜質電離的比例,D.ac為電離雜質比例;ⅣA為受主濃度;蜘為價帶有效狀態密度;刪A為電離能;嫵為玻耳茲曼常數;r為溫度。

   我們可以看出:隨電離能的增大,雜質電離的比例成指數比例變小。在室溫下,Mg在G瘀中的電離能非常大,約為⒛0mcV,由式(⒉34)計算可知,雜質的電離率僅為1%,這就意味著,在假定材料質量不變壞的前提下,如果要實現p型GaN空穴濃度為101:cln3,需Mg的摻雜濃度至少達到1020㈨尸。