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GaN基异质结构的MOCVD生长和物性研究

沈波  许福军  
【摘要】:GaN基异质结构在微波功率放大器和功率开关等电子器件领域有重大应用价值,同时作为一种典型的高导带阶跃、强极化半导体二维电子气(2DEG)体系,表现出一系列不同于传统半导体异质结构的物理性质。我们系统研究了三种类型的GaN基异质结构的MOCVD生长。首先,通过优化AIN插入层等途径,获得了高质量的Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结构,2DEG室温迁移率最高达到2230cm~2/Vs。同时,我们研究了采用In_xGa_(1-x)N沟道层的GaN基异质结构生长,获得的Al_Ga_(1-x)N/In_yGa_(01-y)N/GaN异质结构的2DEG室温迁移率达到了918cm~2/Vs,并且发现In_xGa_(1-x)N/GaN界面处形成的空间电荷区使该类异质结构有更强的电流限制效应,可能在高温器件应用上更具优势。在无应变In_xAl_(1-x)N/GaN异质结构生长研究上,我们获得的晶格匹配In_(0.18)Al_(0.82)N/GaN异质结构的2DEG室温迁移率达到了1340cm~2/Vs,2DEG浓度高达1.95×10~(13)cm~(-2),在低温磁输运实验中首次观察到了该类异质结构的SdH振荡和2DEG双子带占据。

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