用肖特基电容电压特性数值模拟法确定调制掺杂Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结中的极化电荷

研究发展了用肖特基电容 电压特性数值模拟确定调制掺杂AlxGa1 -xN GaN异质结中极化电荷的方法 .在调制掺杂的Al0 2 2 Ga0 78N GaN异质结上制备了Pt肖特基接触 ,并对其进行了C V测量 .采用三维费米模型对调制掺杂的Al0 2 2 Ga0 78N GaN异质结上肖特基接触的C V特性进行了数值模拟 ,分析了改变样品参数对C V特性的影响 .利用改变极化电荷、n AlGaN层掺杂浓度和肖特基势垒高度对C V曲线不同部分位置和形状影响不同 ,可以精确地求取极化电荷面密度 .通过模拟 ,得到Al0 2 2 Ga0 78N厚度为 45nm的调制掺杂Al0 2 2 Ga0 78N GaN异质结界面附近极化电荷面密度为 6 78× 10 1 2 cm- 2 .     

表面钝化前后Al0.22Ga0.78N/GaN异质结势垒层应变的高温特性

用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)研究了表面钝化前后Al0.22Ga0.78N/GaN异质结势垒层应变的高温特性,温度变化范围从室温到813K.结果表明,对未钝化的异质结,当测试温度高于523K时,Al0.22Ga0.78N势垒层开始出现应变弛豫;钝化后,在Al0.22Ga0.78N势垒层中会产生一个附加的平面拉伸应变,并随着温度的增加,势垒层中的平面拉伸应变会呈现出一个初始的增加,接着应变将减小,对100nm厚的Al0.22Ga0.78N势垒层,应变只是轻微地减小,但对于50nm厚的Al0.22Ga0.78N势垒层,则出现了严重的应变弛豫现象.     

Pb(Zr0.53Ti0.47)O3/AlxGa1-xN/GaN异质结构的电容-电压特征

通过在调制掺杂Al0.22Ga0.78N/GaN异质结构上淀积Pb(Zr0.53Ti0.47)O3(PZT)铁电薄膜,我们发展了一种基于AlxGa1-xN/GaN异质结构的金属-铁电-半导体(MFS)结构.在高频电容-电压(C-V)特性测量中,发现Al0.22Ga0.78N/GaN异质界面二维电子气(2DEG)的浓度在-10V偏压下从1.56×1013cm-2下降为5.6×1012cm-2.由于PZT薄膜的铁电极化,在-10V偏压下可以观察到宽度为0.2V的铁电C-V窗口,表明在没有铁电极化方向反转的条件下,PZT/AlxGa1-xN/GaN MFS结构也能出现存储特性.因为2DEG带来的各种优点,可以认为AlxGa1-xN/GaN异质结构在以存储器为目标的MFS场效应晶体管中有重要应用.     

用肖特基电容电压特性数值模拟法确定调制掺杂AlxGa1-xN/GaN异质结中的极化电荷

研究发展了用肖特基电容电压特性数值模拟确定调制掺杂Al_xGa_1-xN/GaN异质结中极化电荷的方法.在调制掺杂的Al_0.22Ga_0.78N/GaN异质结上制备了Pt肖特基接触,并对其进行了C-V测量.采用三维费米模型对调制掺杂的Al_0.22Ga_0.78N/GaN异质结上肖特基接触的C-V特性进行了数值模拟,分析了改变样品参数对C-V特性的影响.利用改变极化电荷、n-AlGaN 关键词： xGa_1-xN/GaN异质结')" href="#">Al_xGa_1-xN/GaN异质结 极化电荷 电容电压特性 数值模拟     

p型GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN应变量子阱中二维空穴气的研究

对Ga面p型GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN应变异质结构中形成的二维空穴气(2DHG)进行了研究.首先基于半导体-绝缘体-半导体异质结构模型确定了应变异质中的临界厚度,然后自洽求解薛定谔方程和泊松方程,计算了当中间势垒层AlGaN处于完全应变状态和半应变状态两种条件下,顶层GaN及中间层AlGaN厚度的变化对2DHG分布的影响.计算结果表明,势垒层AlGaN和顶层GaN的应变状态和厚度对极化引起的2DHG面密度及分布有重要影响.在此基础上制备了p型GaN/Al0.35 Ga0.65N/GaN应变量子阱结构肖特基器件,并通过器件的C-V测试证实了异质结处2DHG的存在.器件响应光谱的测试结果表明,由于p型GaN/Al0.35Ga0.65N/GaN量子阱中强烈的极化作用和Stark效应使得器件零偏压和反向偏压时的响应光谱都向短波方向移动了10 nm,在零偏压下器件在280 nm处的峰值响应为0.022 A/W,在反向偏压为1 V时,峰值响应达到0.19 A/W,已经接近理论值.     

表面钝化前后Al0.22Ga0.78N/GaN异质结势垒层应变的高温特性

用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)研究了表面钝化前后Al_0.22Ga_0.78N/ GaN异质结势垒层应变的高温特性，温度变化范围从室温到813K.结果表明，对未钝化的异质 结，当测试温度高于523K时，Al_0.22Ga_0.78N势垒层开始出现应变 弛豫；钝化后，在Al_0.22Ga_0.78N势垒层中会产生一个附加的平面 拉伸应变，并随着温度的增加，势垒层中的平面拉伸应变会呈现出一个初始的增加，接着应 变将减小，对100nm厚的Al_0.22Ga_0.78N势垒层，应变只是轻微地减 小，但对于50nm厚的Al_0.22Ga_0.78N势垒层，则出现了严重的应变 弛豫现象. 关键词： 0.22Ga_0.78N/GaN异质结')" href="#">Al_0.22Ga_0.78N/GaN异质结 应变 3 N₄钝化')" href="#">Si₃ N₄钝化 高温XRD     

N极性GaN/AlGaN异质结二维电子气模拟

通过自洽求解薛定谔方程和泊松方程,较系统地研究了GaN沟道层、AlGaN背势垒层、Si掺杂和AlN插入层对N极性GaN/AlGaN异质结中二维电子气(2DEG)的影响,分析表明,GaN沟道层厚度、AlGaN背势垒层厚度及Al组分变大都能一定程度上提高二维电子气面密度,AlGaN背势垒层的厚度和Al组分变大也可提高二维电子气限阈性,且不同的Si掺杂形式对二维电子气的影响也有差异,而AlN插入层在提高器件二维电子气面密度、限阈性等方面表现都较为突出,在模拟中GaN沟道层厚度小于5nm时无法形成二维电子气,超过20nm后二维电子气面密度趋于饱和,而AlGaN背势垒厚度超过40nm后二维电子气也有饱和趋势,对均匀掺杂和delta掺杂而言AlGaN背势垒层Si掺杂浓度超过5×10~(19)cm~(-3)后2DEG面密度开始饱和,而厚度为2nmAlN插入层的引入会使2DEG面密度从无AlN插入层时的0.93×10~(13)cm~(-2)提高到1.17×10~(13)cm~(-2)。     

Influence of Polarization Effects on the Energy Band of AlGaN／GaN／AlGaN Heterostructures

The unintentionally doped samples of Al0.22Ga0.78N/GaN/Al0.22Ga0.78N/GaN multi-heterostructures have been designed and fabricated. The polarization induced charge and free-carrier charge distributions have been demonstrated and the energy band profile has also been calculated. The results indicate the existence of two-dimensional     

InGaN插入层对AlGaN/GaN界面电子散射的影响

本文研究InGaN作为AlGaN/GaN插入层引起的电子输运性质的变化,考虑了AlGaN和InGaN势垒层的自发极化与压电极化对Al_xGa_(1–x)N/In_yGa_(1–y)N/GaN双异质结高电子迁移率晶体管中极化电荷面密度、二维电子气(2DEG)浓度的影响,理论分析了不同In摩尔组分下, InGaN厚度与界面粗糙度散射、随机偶极散射和极性光学声子散射之间的关系.计算结果表明:界面粗糙度散射和随机偶极散射对双异质结Al_xGa_(1–x)N/In_yGa_(1–y)N/GaN的电子输运性质有重要影响,极性光学声子散射对其影响最弱; 2DEG浓度、界面粗糙度散射、随机偶极散射和极性光学声子散射的强弱由InGaN势垒层厚度和In摩尔组分共同决定.     

背势垒层结构对AlGaN/GaN双异质结载流子分布特性的影响

首先通过一维自洽求解薛定谔/泊松方程,研究了AlGaN/GaN双异质结构中AlGaN背势垒层Al组分和厚度对载流子分布特性的影响.其次利用低压MOCVD方法在蓝宝石衬底上生长出具有不同背势垒层的AlGaN/GaN双异质结构材料,通过汞探针CV测试验证了理论计算的正确性.理论计算和实验结果均表明,随着背势垒层Al组分的提高和厚度的增加,主沟道中的二维电子气面密度逐渐减小,寄生沟道的二维电子气密度逐渐增加;背势垒层Al组分的提高和厚度的增加能有效的增强主沟道的二维电子气限域性,但是却带来了较高的 关键词： AlGaN/GaN 双异质结构 限域性 寄生沟道