碳硅共掺杂AlN晶体的电子结构分析

摘要

采用基于密度泛函理论的全势线性缀加平面波法,研究了C∶Si共掺杂纤锌矿AlN晶体的32原子超胞体系,得到了该体系的能带结构、电子态密度等性质,在此基础上分析了C∶Si共掺杂实现AlN晶体p型掺杂的机理。在AlN晶体的掺杂体系中,当C、Si的浓度相等时,会形成C-Si复合物,但施主和受主杂质相互补偿致使自由载流子浓度较低;当提高C的掺杂浓度时,会形成C2-Si,C3-Si等复合物,这些复合物的生成能够提高受主杂质的固溶度,降低受主激活能,有效提高空穴浓度。分析表明:C∶Si共掺杂有利于获得p型AlN晶体。