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高質(zhì)量半絕緣GaN的制備

2008年04月01日 0:0 6361次瀏覽 來(lái)源：   分類： 新技術(shù)

        GaN作為寬禁帶半導(dǎo)體材料之一，因其良好的熱穩(wěn)定性、較高的擊穿電壓，在高功率高頻率電子器件方面有較大發(fā)展前途。通常非摻雜GaN因Ga空位和殘余氧表現(xiàn)為n型。摻入某些金屬元素（如鐵）作為深能級(jí)受主，利用補(bǔ)償作用可改善GaN電學(xué)性質(zhì)。

       利用MOCVD技術(shù)，在2英寸c面藍(lán)寶石襯底上，按照標(biāo)準(zhǔn)的兩步生長(zhǎng)法制備GaN薄膜。TMGa和NH3分別作為Ga源和N源，雜質(zhì)源Cp2Fe通過(guò)H2攜帶進(jìn)入生長(zhǎng)室。在520℃生長(zhǎng)GaN晶核層，之后在1080℃生長(zhǎng)0.5μm厚的摻鐵GaN緩沖層，最后生長(zhǎng)1.5μm厚的非摻雜GaN緩沖層。分別制備了3×1018/cm3輕摻雜和1×1019/cm3重?fù)诫s兩種GaN樣品，作為對(duì)比研究摻入Fe對(duì)GaN表面形貌、光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)的影響。GaN表面隨著摻入Fe的增加變得很粗糙，表明GaN生長(zhǎng)模式由二維生長(zhǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S生長(zhǎng)。X射線搖擺曲線的半波全寬表明，少量Fe的摻入并沒(méi)有顯著降低晶體質(zhì)量。通過(guò)測(cè)量樣品Hall效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)輕摻雜樣品載流子濃度比非摻雜樣品降低了約4個(gè)數(shù)量級(jí)，為1.6×1012/cm3，重?fù)诫s樣品幾乎不導(dǎo)通。這一結(jié)果證明了Fe原子在Ga空位的補(bǔ)償作用，得到了高質(zhì)量的半絕緣GaN薄膜。(摘編上海硅酸鹽研究所網(wǎng))

責(zé)任編輯：CNMN

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