GaN基異質(zhì)結(jié)材料應(yīng)變分析及電學(xué)特性研究.pdf

1、III-V族氮化物GaN基半導(dǎo)體近年來(lái)成為研究的熱點(diǎn)，并在半導(dǎo)體發(fā)光，光探測(cè)器件，高溫大功率及高速電子器件等領(lǐng)域以及極端環(huán)境下得到廣泛應(yīng)用。但由于缺乏與之匹配的合適襯底，生長(zhǎng)得到的GaN外延膜中存在較大的應(yīng)變，這對(duì)其薄膜質(zhì)量以及光電性能均產(chǎn)生直接影響。本文即針對(duì)GaN基外延膜中的應(yīng)變、電學(xué)特性以及兩者之間的關(guān)系進(jìn)行研究。
　　本文首先對(duì)GaN基半導(dǎo)體材料的應(yīng)用、制備及器件加工工藝等方面的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。隨后對(duì)文中采用的Ga

2、N材料的主要研究方法之一—X射線衍射技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。文章的重點(diǎn)是利用高分辨 X射線衍射技術(shù)（HRXRD）、霍爾測(cè)試、原子力顯微鏡AFM等技術(shù)手段對(duì)材料進(jìn)行了應(yīng)變及電學(xué)性能方面的表征與分析，主要內(nèi)容有：
　　1、利用HRXRD、霍爾測(cè)試及AFM技術(shù)對(duì)分別采用高溫AlN（HT-AlN）、低溫GaN（LT-GaN）緩沖得到的GaN外延膜，以及Mg原位摻雜得到的p型GaN外延膜進(jìn)行了薄膜內(nèi)應(yīng)變、晶體質(zhì)量以及電學(xué)特性方面的研究。表明了應(yīng)

3、變可以通過(guò)位錯(cuò)形成、取向偏差及表面起伏予以釋放。而應(yīng)變弛豫之后產(chǎn)生的位錯(cuò)等降低了晶格完整性，并對(duì)載流子造成散射。
　　2、對(duì)Si離子注入及退火n-GaN材料進(jìn)行了研究，并對(duì)樣品中Si離子注入造成的晶格損傷、退火以及電學(xué)性能等之間的關(guān)系進(jìn)行了分析。表明離子注入對(duì)GaN造成晶格損傷，并且，隨注入劑量增大，晶格損傷更趨嚴(yán)重；損傷造成的晶格不完整性對(duì)載流子散射起主要作用；退火可以有效修復(fù)晶格損傷，增大退火溫度對(duì)提升電學(xué)激活率及載流子遷移率