RU2512742C1

RU2512742C1 - Bipolar transistor

Info

Publication number: RU2512742C1
Application number: RU2012152560/28A
Authority: RU
Inventors: Грачик Хачатурович Аветисян; Алексей Анатольевич Дарофеев; Вадим Минхатович Миннебаев
Original assignee: Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Предприятие "Пульсар"
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2014-04-10

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: bipolar transistor manufactured on the basis of heteroepitaxial structures includes sapphire substrate with series-connected buffer layer of undoped GaN, subcollector layer of heavily doped GaN with n⁺-type of conductivity, collector GaN with n-type of conductivity, base containing two layers of solid solution In_xGa_1-xN with p⁺-type of conductivity, emitter containing two layers of Al_yGa_1-yN with n-type of conductivity, contact layers and ohmic contacts. At that bipolar transistor is made so that composition of solid solutions Al_yGa_1-yN and In_xGa_1-xN of base and emitter layers can be changed, and also concentrations of agents doping base and emitter can be changed.

EFFECT: improving technical characteristics of the device, in particular, reducing value of emitter capacitance, resistance of base, collector-base capacitance, enhancing efficiency of emitter and limiting frequency.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области полупроводниковой электроники и может быть использовано в усилителях, генераторах, переключателях, смесителях, а также в аналоговых СВЧ схемах, цифровых, а также в аналого-цифровых преобразователях, в области связи, радарах и др.The invention relates to the field of semiconductor electronics and can be used in amplifiers, generators, switches, mixers, as well as in analog microwave circuits, digital, as well as in analog-to-digital converters, in the field of communications, radars, etc.

В последние годы интенсивно разрабатываются оптоэлектронные приборы, у которых активная область выполнена из гетероэпитаксиальных пленок широкозонных полупроводников, выполненных из нитридов металлов III группы периодической таблицы элементов Д.И.Менделеева - GaN, AlN (далее - нитриды металлов III группы) и твердых растворов на их основе (GaAlN, InGaN) [Pearton S.J. et al. GaN-based diodes and transistors for chemical, gas, biological and pressure sensing//Joumal of Physics: Condensed Matter, V.16 (29), pp.R961-R994, 2004].In recent years, optoelectronic devices have been intensively developed in which the active region is made of heteroepitaxial films of wide-gap semiconductors made of metal nitrides of group III of the periodic table of elements of D. I. Mendeleev - GaN, AlN (hereinafter - metal nitrides of group III) and solid solutions on them basis (GaAlN, InGaN) [Pearton SJ et al. GaN-based diodes and transistors for chemical, gas, biological and pressure sensing // Joumal of Physics: Condensed Matter, V.16 (29), pp. R961-R994, 2004].

Из уровня техники известен полупроводниковый прибор, содержащий подложку; первый контакт; первый слой легированного полупроводникового материала, осажденный на подложку; полупроводниковую область перехода, осажденную на первый слой; второй слой легированного полупроводникового материала, осажденный на область перехода. Причем этот второй слой обладает противоположным первому слою типом примесной проводимости; и второй контакт. При этом второй контакт находится в электрическом соединении со вторым слоем, а первый контакт встроен в полупроводниковый прибор между подложкой и областью перехода и находится в электрическом соединении с первым слоем. Известный полупроводниковый прибор выполнен на основе GaN и/или InGaN, и/или AlGaN (см. патент РФ №2394305, опубл. 27.01.2010).A prior art semiconductor device comprising a substrate is known; first contact; a first layer of doped semiconductor material deposited on a substrate; a semiconductor transition region deposited on the first layer; a second layer of doped semiconductor material deposited on the transition region. Moreover, this second layer has the type of impurity conductivity opposite to the first layer; and second contact. In this case, the second contact is in electrical connection with the second layer, and the first contact is embedded in the semiconductor device between the substrate and the transition region and is in electrical connection with the first layer. The known semiconductor device is made on the basis of GaN and / or InGaN, and / or AlGaN (see RF patent No. 2394305, publ. January 27, 2010).

Недостатком известного устройства являются его недостаточно высокие технические характеристики, обусловленные низким значением эффективности эмиттера, коллектора и базы.A disadvantage of the known device is its insufficiently high technical characteristics due to the low value of the efficiency of the emitter, collector and base.

Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.The objective of the present invention is to remedy the above disadvantages.

Технический результат заключается в повышении технических характеристик устройства, в частности уменьшении значения емкости эмиттера, сопротивлении базы, емкости коллектор-база, обеспечении повышения эффективности эмиттера и предельной частоты.The technical result consists in increasing the technical characteristics of the device, in particular, reducing the value of the emitter capacitance, the resistance of the base, collector-base capacitance, and providing an increase in the emitter efficiency and the limiting frequency.

Технический результат обеспечивается тем, что биполярный транзистор, изготовленный на основе гетероэпитаксиальных структур, включает сапфировую подложку, на которой последовательно размещены буферный слой из нелегированного GaN, субколлекторный слой из сильнолегированного GaN n⁺-типа проводимости, коллектор из GaN n-типа проводимости, база, содержащая два слоя из твердого раствора In_xGa_1-xN р⁺-типа проводимости, эмиттер, содержащий два слоя из Al_yGa_1-yN n-типа проводимости, контактные слои, и омические контакты. При этом биполярный транзистор выполнен с изменяющимся составом твердых растворов AlyGa_1-yN и In_xGa_1-xN слоев базы и эмиттера, а также с изменяющейся концентрацией легирующих базу и эмиттер примесей. Причем значение х в области, прилегающей к коллектору, соответствует величине 0,22 и изменяется вдоль первого слоя базы до величины 0,12 в области, прилегающей ко второму слоя базы, значение х в области, прилегающей к первому слою базы, составляет 0,12 и изменяется вдоль второго слоя базы до величины х=0,00 в области, прилегающей к первому слою эмиттера. Значение у в области, прилегающей ко второму слою базы, соответствует величине 0,22 и изменяется вдоль первого слоя эмиттера до величины 0,24 в области, прилегающей ко второму слоя эмиттера, значение у в области, прилегающей к первому слою эмиттера, составляет 0,24 и изменяется вдоль второго слоя эмиттера до величины y=0,25 в области, прилегающей к контактному слою. Концентрация легирующей примеси в области базы, прилегающей к коллектору, составляет 0,7*10¹⁹ см^-3 и увеличивается вдоль слоев базы до 2,0*10¹⁹см^-3 в области, прилегающей к первому слою эмиттера, а концентрация легирующей примеси в области эмиттера, прилегающей к базе, составляет 5,0*10¹⁷ см^-3 и увеличивается вдоль слоев эмиттера до значения 8,0*10¹⁷ см^-3 в области, прилегающей к контактному слою.The technical result is ensured by the fact that a bipolar transistor made on the basis of heteroepitaxial structures includes a sapphire substrate on which a buffer layer of undoped GaN, a subcollector layer of highly doped GaN n ⁺ type conductivity, a collector of n-type GaN conductivity, a base, containing two layers of In _x Ga _1-x N p ⁺ solid conductivity solid solution, an emitter containing two layers of Al _y Ga _1-y N n-type conductivity, contact layers, and ohmic contacts. In this case, the bipolar transistor is made with a varying composition of AlyGa _1-y N and In _x Ga _1-x N solid solutions of the base and emitter layers, as well as with a varying concentration of impurities doping the base and emitter. Moreover, the value of x in the region adjacent to the collector corresponds to a value of 0.22 and varies along the first layer of the base to a value of 0.12 in the region adjacent to the second layer of the base; the value of x in the region adjacent to the first layer of the base is 0.12 and varies along the second base layer to x = 0.00 in the region adjacent to the first emitter layer. The value of y in the region adjacent to the second layer of the base corresponds to 0.22 and varies along the first emitter layer to 0.24 in the region adjacent to the second layer of the emitter, the value of y in the region adjacent to the first layer of the emitter is 0, 24 and varies along the second emitter layer to y = 0.25 in the region adjacent to the contact layer. The concentration of the dopant in the base region adjacent to the collector is 0.7 * 10 ¹⁹ cm ^-3 and increases along the base layers to 2.0 * 10 ¹⁹ cm ^-3 in the region adjacent to the first emitter layer, and the concentration of the dopant in the area of the emitter adjacent to the base is 5.0 * 10 ¹⁷ cm ^-3 and increases along the layers of the emitter to a value of 8.0 * 10 ¹⁷ cm ^-3 in the region adjacent to the contact layer.

Сущность настоящего изобретения поясняется иллюстрацией, на которой отображено настоящее устройство.The essence of the present invention is illustrated by the illustration on which the present device is displayed.

Устройство имеет следующие конструктивные элементы:The device has the following structural elements:

1 - подложка из сапфира;1 - sapphire substrate;

2 - буферный слой из нелегированного GaN;2 - buffer layer of undoped GaN;

3 - субколлекторный слой из GaN;3 - subcollector layer of GaN;

4 - коллектор из GaN;4 - collector from GaN;

5 - первый слой базы In_xGa_1-xN;5 - the first layer of the base In _x Ga _1-x N;

6 - второй слой базы из In_xGa_1-xN;6 - the second layer of the base of In _x Ga _1-x N;

7 - 1-й слой эмиттера из Al_yGa_1-yN;7 - 1st layer of an emitter of Al _y Ga _1-y N;

8 - 2-й слой эмиттера Al_yGa_1-yN;8 - 2nd layer of the emitter Al _y Ga _1-y N;

9 - первый контактный слой;9 - the first contact layer;

10 - второй контактный слой;10 - second contact layer;

11 - третий контактный слой;11 - the third contact layer;

12 - четвертый контактный слой;12 - fourth contact layer;

13 - омические контакты;13 - ohmic contacts;

14 - омические контакты;14 - ohmic contacts;

15 - омические контакты.15 - ohmic contacts.

Настоящее устройство включает подложку из сапфира толщиной 450 мкм, буферный слой 2 из нелегированного GaN толщиной 200 нм, субколлекторный слой 3 из сильнолегированного GaN n⁺-типа проводимости толщиной 600 нм, высокоомный коллектор 4 из GaN n-типа проводимости, толщиной 700 нм; 1-й слой тонкой базы 5 из твердого раствора In_xGa_1-xN р⁺-типа проводимости, толщиной 50 нм, легирован Mg; 2-й слой базы 6 из твердого раствора In_xGa_1-xN р⁺-типа проводимости, толщиной 10 нм; первый слой широкозонного эмиттера 7 из Al_yGa_1-yN n-типа проводимости, толщиной 15 нм, легирован Si; второй слой эмиттера 8 из Al_yGa_1-yN n-типа проводимости, толщиной 60 нм, легирован Si; контактные слои 9-12; 13 - омический контакт к коллектору, 14 - омический контакт к базе и 15 - омический контакт к эмиттеру.The present device includes a sapphire substrate with a thickness of 450 μm, a buffer layer 2 of undoped GaN with a thickness of 200 nm, a subcollector layer 3 of a heavily doped GaN n ⁺ type conductivity 600 nm thick, a high-resistance collector 4 of n GaN conductivity, 700 nm thick; 1st layer of a thin base 5 of an In _x Ga _1-x N p ⁺ solid conductivity solid solution, 50 nm thick, doped with Mg; The 2nd layer of base 6 from a solid solution In _x Ga _1-x N p ⁺ -type conductivity, a thickness of 10 nm; the first layer of wide-gap emitter 7 of Al _y Ga _1-y N n-type conductivity, 15 nm thick, Si doped; second layer of emitter 8 of Al _y Ga _1-y N n-type conductivity, 60 nm thick, Si doped; contact layers 9-12; 13 - ohmic contact to the collector, 14 - ohmic contact to the base and 15 - ohmic contact to the emitter.

Настоящее устройство осуществляют следующим образом.The present device is as follows.

На подложке из сапфира 1 толщиной 450 мкм, методом, например, газовой эпитаксии из металлоорганических соединений - МОС-гидридной эпитаксии (МОСГЭ), в стандартном режиме наращивают буферный слой 2 из нелегированного GaN, толщиной 200 нм, поверх буферного слоя наращивают субколлекторный слой 3 из сильнолегированного GaN n⁺-типа проводимости, толщиной 600 нм, концентрацией легирующей примеси 3*10¹⁸ см^-3, легированный Si. Далее наращивают высокоомный коллектор 4 из GaN n⁺-типа проводимости, толщиной 700 нм, концентрацией легирующей примеси 2*10¹⁶ cм^-3, легированный Si. Поверх высокоомного коллектора 4 методом газовой эпитаксии из металлоорганических соединений - МОС-гидридной эпитаксии (МОСГЭ) при температуре 1100°С и давлении не менее 100 мм рт.ст. наращивают базу, включающую два слоя 5 и 6.On a sapphire 1 substrate with a thickness of 450 μm, for example, by gas epitaxy from organometallic compounds - MOS hydride epitaxy (MOSHE), in the standard mode, a buffer layer 2 of undoped GaN, 200 nm thick, is built up, a subcollector layer 3 of heavily doped GaN n ⁺ type conductivity, 600 nm thick, dopant concentration 3 * 10 ¹⁸ cm ^-3 , Si doped. Then build up a high-resistance collector 4 of GaN n ⁺ -type conductivity, 700 nm thick, dopant concentration 2 * 10 ¹⁶ cm ^-3 , Si doped. On top of the high-resistance collector 4 by gas epitaxy from organometallic compounds - MOS hydride epitaxy (MOSGE) at a temperature of 1100 ° C and a pressure of at least 100 mm Hg build up the base, including two layers 5 and 6.

Первый слой тонкой базы 5 выполнен из In_xGa_1-xN p⁺-типа проводимости. Значение х вдоль первого слоя 5 базы (от коллектора до второго слоя базы 6) изменяется от х=0,22 до значения х=0,12. Первый слой базы выполнен толщиной 60 нм. Концентрация легирующей примеси изменяется вдоль первого слоя базы 5 от 0,7*10¹⁹ см^-3 до 1,5*10¹⁹ см^-3. Первый слой базы 5 выполнен легированным Mg. Второй слой тонкой базы 6 выполнен из In_xGa_1-xN p⁺-типа проводимости. Значением х вдоль второго слоя базы 6 изменяется (от первого слоя базы 5 и до первого слоя эмиттера 7) от х=0,12 до значения х=0,00, толщиной 10 нм. Концентрация легирующей примеси изменяется от 1,5*10¹⁹ см^-3 до 2*10¹⁹ см^-3. Второй слой базы 6 легирован Mg. При таком выполнении в области базы 5, 6 возникает удвоенное ускоряющее дрейфовое поле для носителей за счет изменения состава твердого раствора и концентрации легирующей примеси в базе. Это происходит из-за градиента ширины запрещенной зоны и градиента концентрации легирующих примесей вдоль базы.The first layer of thin base 5 is made of In _x Ga _1-x N p ⁺ -type conductivity. The value of x along the first layer 5 of the base (from the collector to the second layer of base 6) varies from x = 0.22 to the value x = 0.12. The first base layer is made with a thickness of 60 nm. The concentration of the dopant varies along the first layer of base 5 from 0.7 * 10 ¹⁹ cm ^-3 to 1.5 * 10 ¹⁹ cm ^-3 . The first layer of base 5 is made of doped Mg. The second layer of thin base 6 is made of In _x Ga _1-x N p ⁺ -type conductivity. The value of x along the second layer of base 6 varies (from the first layer of base 5 to the first layer of emitter 7) from x = 0.12 to a value of x = 0.00, 10 nm thick. The concentration of the dopant varies from 1.5 * 10 ¹⁹ cm ^-3 to 2 * 10 ¹⁹ cm ^-3 . The second layer of base 6 is doped with Mg. With this embodiment, a double accelerating drift field for carriers arises in the base region 5, 6 due to a change in the composition of the solid solution and the concentration of the dopant in the base. This is due to the gradient of the band gap and the concentration gradient of dopants along the base.

Затем методом газовой эпитаксии из металлоорганических соединений - МОС-гидридной эпитаксии (МОСГЭ), при температуре 1000°С и давлении не менее 70 мм рт.ст., последовательно наращивают первый слой широкозонного эмиттера 7, n-типа проводимости, состава Al_yGa_1-yN. Значение у вдоль первого слоя эмиттера 7 изменяется от 0,22 до 0,24 (от базы ко второму слою эмиттера 8). Концентрация примеси изменяется от 5,0*10¹⁷см^-3 до 7,0*10¹⁷ см^-3. Первый слой эмиттера 7 легирован Si и имеет толщину 45 нм. Затем наращивают второй слой эмиттера 8 n-типа проводимости из Al_yGa_1-yN. Значение н вдоль второго слоя эмиттера 8 изменяется от 0,24 до значения 0,25 (от первого слоя эмиттера 7 до контактного слоя 9). Второй слой 8 имеет толщину 15 нм и выполнен с концентрацией легирующей примеси от 7,0*10¹⁷cм^-3 до 8,0*10¹⁷cм^-3. Второй слой эмиттера легирован Si. При таком конструктивном выполнении в области эмиттера 7, 8 также возникает удвоенное ускоряющее дрейфовое поле для носителей за счет изменения состава твердого раствора и легирующих примесей в эмиттере. Это происходит из за градиента ширины запрещенной зоны и градиента концентрации легирующих примесей вдоль слоев эмиттера 7,8. Таким образом, в ГБТ существенно сокращается время пролета носителей, повышается предельная частота и эффективность эмиттера.Then, by the method of gas epitaxy from organometallic compounds - MOS-hydride epitaxy (MOSHE), at a temperature of 1000 ° C and a pressure of at least 70 mm Hg, the first layer of a wide-gap emitter 7, n-type conductivity, composition Al _y Ga _{1 -y} N. The value of y along the first layer of emitter 7 varies from 0.22 to 0.24 (from the base to the second layer of emitter 8). The impurity concentration varies from 5.0 * 10 ¹⁷ cm ^-3 to 7.0 * 10 ¹⁷ cm ^-3 . The first layer of emitter 7 is doped with Si and has a thickness of 45 nm. Then build up the second layer of the emitter 8 n-type conductivity from Al _y Ga _1-y N. The value of n along the second layer of the emitter 8 varies from 0.24 to 0.25 (from the first layer of the emitter 7 to the contact layer 9). The second layer 8 has a thickness of 15 nm and is made with a concentration of dopant from 7.0 * 10 ¹⁷ cm ^-3 to 8.0 * 10 ¹⁷ cm ^-3 . The second emitter layer is doped with Si. With such a constructive implementation, a double accelerating drift field for carriers also arises in the emitter region 7, 8 due to a change in the composition of the solid solution and dopants in the emitter. This is due to the gradient of the band gap and the concentration gradient of dopants along the layers of the emitter 7.8. Thus, in GBT, carrier transit time is significantly reduced, and the maximum frequency and emitter efficiency are increased.

Поверх эмиттера размещают контактные слои 9-12. Контактный слой 9 выполнен из Al_yGa_1-yN n⁺-типа проводимости. Значение у вдоль слоя меняется от 0,25 до 0,05. Контактный слой 9 выполнен толщиной 30 нм и с концентрацией легирующей примеси 4*10 см^-3. Слой легирован Si. Контактный слой 10 выполнен из GaN n⁺-типа проводимости толщиной 20 нм и с концентрацией легирующей примеси 4*10 см^-3. Контактный слой 10 легирован Si. Контактный слой 11 выполнен из In_xGa_1-xN n⁺-типа проводимости. Значение х изменяется вдоль слоя от 0,05 до 0,5. Контактный слой 10 выполнен толщиной 50 нм и с концентрацией легирующей примеси 1*10¹⁹ см^-3. Контактный слой 11 легирован Si. Контактный слой 12 выполнен из In_xGa_1-xN n⁺-типа проводимости. Значение х равно 0,5, толщина составляет 20 нм, концентрация легирующей примеси около 1*10¹⁹ см^-3. Контактный слой 12 легирован Si. Контактные слои 9-12 наращивают для уменьшения переходного сопротивления омического контакта эмиттера.Contact layers 9-12 are placed on top of the emitter. The contact layer 9 is made of Al _y Ga _1-y N n ⁺ -type conductivity. The value of y along the layer varies from 0.25 to 0.05. The contact layer 9 is made with a thickness of 30 nm and with a dopant concentration of 4 * 10 cm ^-3 . The layer is doped with Si. The contact layer 10 is made of a GaN n ⁺ type of conductivity with a thickness of 20 nm and with a dopant concentration of 4 * 10 cm ^-3 . The contact layer 10 is doped with Si. The contact layer 11 is made of In _x Ga _1-x N n ⁺ -type conductivity. The value of x varies along the layer from 0.05 to 0.5. The contact layer 10 is made with a thickness of 50 nm and with a dopant concentration of 1 * 10 ¹⁹ cm ^-3 . The contact layer 11 is doped with Si. The contact layer 12 is made of In _x Ga _1-x N n ⁺ -type conductivity. The value of x is 0.5, the thickness is 20 nm, the concentration of the dopant is about 1 * 10 ¹⁹ cm ^-3 . The contact layer 12 is doped with Si. The contact layers 9-12 are extended to reduce the transition resistance of the ohmic contact of the emitter.

Омические контакты 13, 15 к эмиттеру и к коллектору выполняют металлизацией из Ti/Al. При отжиге напиленной системы металлизации происходит взаимодействие Ti с N. В результате образуется TiN, формирующий основу контакта, Al служит диффузионным барьером и стабилизирует контакт. Омический контакт к базе 14 формируют напылением и последующим вжиганием Ni.Ohmic contacts 13, 15 to the emitter and to the collector are metallized from Ti / Al. During annealing of the sawn metallization system, Ti interacts with N. As a result, TiN is formed, which forms the basis of the contact, Al serves as a diffusion barrier and stabilizes the contact. The ohmic contact to the base 14 is formed by sputtering and subsequent Ni burning.

Технологический процесс создания низкоомных омических контактов чрезвычайно чувствителен к режимам (температуре и времени) вжигания металлизации омического контакта и толщинам слоев металлизации.The technological process of creating low-ohmic ohmic contacts is extremely sensitive to the modes (temperature and time) of firing of the metallization of the ohmic contact and the thickness of the metallization layers.

Кристалл транзистора, полученный после утонения, полировки и алмазного скрайбирования пластины, монтируют в корпус.The transistor crystal obtained after thinning, polishing and diamond scribing of the plate is mounted in the housing.

Разработанная конструкция ГБТ позволила реализовать:The developed design of GBT allowed to implement:

- повышенное значение предельной частоты, повышенную рабочую температуру при рабочих напряжениях 30-50 В, высокую эффективность эмиттера;- increased value of the limiting frequency, increased operating temperature at operating voltages of 30-50 V, high emitter efficiency;

- низкое значение сопротивления базы, существенно низкое значение емкости эмиттера, а также низкое значение емкости коллектор-база достигнутое за счет радиационной компенсации проводимости пассивной области базы.- a low value of the base resistance, a substantially low value of the emitter capacitance, as well as a low collector-base capacitance achieved due to radiation compensation of the conductivity of the passive region of the base.

Claims

A bipolar transistor made on the basis of heteroepitaxial structures and comprising a sapphire substrate on which a buffer layer of undoped GaN is placed sequentially, a subcollector layer of highly doped GaN n ⁺ type conductivity, a collector of n-type GaN conductivity, a base containing two layers of solid solution in _x Ga _1-x N p ⁺ -type conduction emitter comprising two layers of Al _y Ga _1-y N _{n-conductivity} type contact layers and ohmic contacts, wherein the bipolar transistor is formed with a varying composition of the solid pa creates Al _y Ga _1-y N and In _x Ga _1-x N base and emitter layers, as well as varying concentrations of base and emitter doping impurities, wherein the value of x in the region adjacent to the collector corresponds to the value 0.22 along the first and changed the base layer to a value of 0.12 in the region adjacent to the second layer of the base, the value of x in the region adjacent to the first layer of the base is 0.12 and changes along the second layer of the base to a value of x = 0.00 in the region adjacent to the first the emitter layer, the value of y in the region adjacent to the second base layer corresponds to the value 0, 22 and varies along the first emitter layer to a value of 0.24 in the region adjacent to the second emitter layer, the y value in the region adjacent to the first emitter layer is 0.24 and changes along the second emitter layer to y = 0.25 in of the region adjacent to the contact layer, the concentration of dopant in the region of the base adjacent to the collector is 0.7 * 10 ¹⁹ cm ^-3 and increases along the layers of the base to 2.0 * 10 ¹⁹ cm ^-3 in the region adjacent to the first layer emitter, and the concentration of the dopant in the emitter region adjacent to the base is ulation 5.0 * 10 ¹⁷ cm ^-3 and the emitter layer increases along to a value of 8.0 * 10 ¹⁷ cm ^-3 in the region adjacent to the contact layer.