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晶格匹配In_(0.18)Al_(0.82)N/GaN异质结构的MOCVD生长研究

苗振林  许福军  宋杰  黄呈橙  于彤军  杨志坚  沈波  
【摘要】:与Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结构相比,In_xAl_(1-x)N/GaN异质结构可以实现面内晶格匹配生长,并具有更高的二维电子气(2DEG)密度,对提高微波器件的功率和可靠性有重要价值。我们采用低压金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法,在c面Al_2O_3衬底上生长出了晶格匹配的In_(0.18)Al_(0.82)N/GaN异质结构,并进而研究了AIN插入层厚度对异质结构电学性质的影响。实验发现,AIN插入层厚度对2DEG迁移率影响很大,通过优化AIN插入层厚度,得到了2DEG浓度高达1.95×10~(13)cm~(-2),室温Hall迁移率1340cm~2/Vs的异质结构材料。分析表明高的2DEG浓度主要来源于异质界面很强的自发极化。在低温磁输运实验中首次观察到了明显的2DEG双子带占据,且第二子带迁移率远高于第一子带,表明2DEG迁移率主要受限于界面粗糙度和合金无序散射。

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