高质量半绝缘GaN的制备

2008年04月01日 0:0 5842次浏览 来源:   分类: 新技术

        GaN作为宽禁带半导体材料之一,因其良好的热稳定性、较高的击穿电压,在高功率高频率电子器件方面有较大发展前途。通常非掺杂GaN因Ga空位和残余氧表现为n型。掺入某些金属元素(如铁)作为深能级受主,利用补偿作用可改善GaN电学性质。

       利用MOCVD技术,在2英寸c面蓝宝石衬底上,按照标准的两步生长法制备GaN薄膜。TMGa和NH3分别作为Ga源和N源,杂质源Cp2Fe通过H2携带进入生长室。在520℃生长GaN晶核层,之后在1080℃生长0.5μm厚的掺铁GaN缓冲层,最后生长1.5μm厚的非掺杂GaN缓冲层。分别制备了3×1018/cm3轻掺杂和1×1019/cm3重掺杂两种GaN样品,作为对比研究掺入Fe对GaN表面形貌、光学和电学性质的影响。GaN表面随着掺入Fe的增加变得很粗糙,表明GaN生长模式由二维生长转变为三维生长。X射线摇摆曲线的半波全宽表明,少量Fe的掺入并没有显著降低晶体质量。通过测量样品Hall效应,发现轻掺杂样品载流子浓度比非掺杂样品降低了约4个数量级,为1.6×1012/cm3,重掺杂样品几乎不导通。这一结果证明了Fe原子在Ga空位的补偿作用,得到了高质量的半绝缘GaN薄膜。(摘编上海硅酸盐研究所网)

责任编辑:CNMN

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