GaN基異質結材料應變分析及電學特性研究.pdf

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

2、N材料的主要研究方法之一—X射線衍射技術進行了簡單介紹。文章的重點是利用高分辨 X射線衍射技術（HRXRD）、霍爾測試、原子力顯微鏡AFM等技術手段對材料進行了應變及電學性能方面的表征與分析，主要內容有：
　　1、利用HRXRD、霍爾測試及AFM技術對分別采用高溫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外延膜進行了薄膜內應變、晶體質量以及電學特性方面的研究。表明了應

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