在生长出质量很好的未掺杂GaN衬底基础上，我们可以继续生长Mg掺杂的GaN外延层以得到p型的GaN衬底。图1给出了在不同的Mg源温度下生长得到p-GaN的薄膜进行霍尔测量的结果。从图中我们可以看出空穴载流子的浓度先随着Mg源温度的增加而变大，因为在随着Mg源温度的升高，掺入GaN薄膜的Mg含量增加了。然而到达一定的温度后，空穴浓度开始开始减小，这可能是过量的Mg惨入并不能进入晶格点阵，反而起到了施主的作用。另外，可以看出空穴的迁移率随着Mg的温度升高先有所减小然后逐渐变大。迁移率的变化与生长工艺的稳定性有较大的关系。
这里用来做p-GaN欧姆接触的p-GaN浓度在3×1017cm3左右。
图1 p-GaN空穴浓度及迁移率随Mg源温度的变化
2. Ag / AZO在p-GaN上的欧姆接触的制备。
在p-GaN上沉积Ag / AZO薄膜之前，还是先在丙酮、酒精中超声清洗5分钟。然后把p-GaN放入溶液中去除表面氧化层。之后不同于AZO/N-GaN的先沉积AZO薄膜再刻烛，由于Ag很难刻蚀掉，在沉积之前先对p-GaN进行光刻，涂抹上一层致密的光刻胶，光刻图形如图2内的小图所示，内圆的半径为120μm，外环离内环的距离分别为5μm，10μm，15μm，20μm，25μm，30μm。等光刻胶冷却固化后，在电子束蒸发（EBE）系统中沉积2nmAg膜，然后再沉积200nm的AZO薄膜。AZO靶材依然是用2%Al2O3质量比AZO的靶材，Ag靶材采用的是99.99%纯度的Ag颗粒。沉积时系统真空为2×10-3Pa（±5%），沉积温度为室温下沉积。由于在p-GaN表面使用了光刻胶做为掩膜，所以不能用太高温度。沉积完毕后把沉积好的Ag/AZO/p-GaN放入两酮溶液中以去除光刻胶。完成上述步骤后，将Ag/AZO/p-GaN的薄膜放入快速热退火系统（RTA）中，分别在400℃，500℃，600℃下的空气气氛中退火5分钟，然后测量欧姆接触比接触率。
3. Ag/AZO/p-GaN欧姆接触讨论
图2 不同退火温度下的Ag/AZO与p-GaN与接触的电流电压曲线
图2是在不同温度下退火后Ag/AZO薄膜与p-GaN接触的电流电压曲线，测量是由圆点和间隔10μm的外部电极得到的。由下图可以看出，未退火的、在400℃退火，以及在500℃下退火得到Ag/AZO薄膜与p-GaN与并未形成欧姆接触，I-V曲线明显的不是一条直线。而当Ag/AZO薄膜在600℃下退火后，与p-GaN形成良好的欧姆接触。In（R/r）通过CTLM方法计算出接触电阻率的大小，如图3所示：横坐标为纵坐标为电阻，通过拟合的截距以及斜率得到LT与Rsh，然后带入式（1）计算出PC即在600℃下退火5分钟，Ag/AZO与p-GaN之间的比接触电阻率为9.76×10-4Ωcm。这个结果表明Ag/AZO在p-GaN表面形成了理想的欧姆接触，得到了较低的接触电阻率。
PC=Rsh·LT2 （1）
图3 欧姆接触的计算结果
下面来分析下退火的过程在Ag/AZO/p-GaN欧姆接触形成中的作用。首先，GaN表面的Ga原子在退火过程中被表面的Ag/AZO氧化，以至于产生了Ga的深能级缺陷，这些Ga的深能级缺陷可以提供受主，变相的提高了p-GaN的载流子，以至于增大了險道电流的大小。另外一方面，退火后，Ag/AZO/p-GaN欧姆接触的形成也有可能是因为各组合相的形成，比如说Ag/Al合金，Ga2O3-ZnO或者是AgO/Ga2O3，这些形成的混合相会提高Ag/AZO的功函数。
图4 去除AZO层后Ag/AZO/p-GaN的表面AFM测试
（a）未退火的Ag/AZO/p-GaN （b）退火后的Ag/AZO/p-GaN
（a）未退火的Ag/AZO/p-GaN （b）退火后的Ag/AZO/p-GaN
由于Ag在300℃以上很容易分解成小颗粒，可能形成不同的肖特基结。根据R.T.Tung的理论，当肖特基结的尺度小到一定程度后，这些肖特基结组合就会产生不同的效应。当Ag颗粒足够小以后，在GaN的表面就能形成各种表面态，由于表面态的密度过于大，这时费米能级就会被“钉扎”。这时，肖特基势垒便与Ag/AZO的功函数没有关系，完全由表面态的情况来决定。由电子输运理论，当半导体表面具有不同的肖特基接触的时候，会在半导体表面形成一个向外的电场。这个电场可以使p-GaN和Ag/AZO之间的肖特基势垒降低，当颗粒到达零界点时，就形成了Ag/AZO与p-GaN的欧姆接触。
为了证实这个推论，我们拿出一部分样品，腐烛掉上面沉积的AZO层，留下Ag层，用AFM测量了一下表面的情况，如图4所示，图4（a）是未退火的Ag/AZO薄膜在把AZO薄膜腐烛掉后表面Ag的情况，可以看出，Ag有部分被氧化，但是总体来说表面还是很光滑的，未发觉大量颗粒出现。而图4（b）是在600℃下退火后，腐烛掉AZO层后表面的情况，可以看出表面凸凹不平，己经形成大量的颗粒，形成不同肖特基结降低了Ag/AZO与p-GaN的肖特基势垒高度，从而形成了欧姆接触。
图5 Ag/AZO薄膜在不同退火条件下退火后的光透射率
最后，测量了一下Ag/AZO的光透过率，如图5所示，未退火的Ag/AZO薄脱光透视率在可见光谱波段只有40%~60%。但是经过退火后，透光率大大提升，当Ag/AZO在600℃下退火后，光透射率在可见光谱区达到80%~90%。推测未退火的Ag/AZO薄膜的低透光率可能由于Ag层的厚度太厚。当退火温度提高后，Ag颗粒越来越快的分解成了颗粒，以及被氧化成少量的AgO，于是光透过率介了站著的提升。