一种新型GaN基肖特基结构紫外探测器

提出了一种新型GaN基肖特基结构紫外探测器.该结构在常规的GaN肖特基结构紫外探测器上外加了一层禁带宽度更大的n型AlGaN层,模拟计算结果表明:与常规器件结构相比,该结构能有效地减小表面复合的影响,提高了器件的量子效率.进一步地研究结果还表明:采取较薄、载流子浓度较高的AlGaN层更有利于提高这种新结构器件的量子效率.

基于薄膜SOI材料的GaN外延生长应力释放机制

本文研究了SOI衬底上采用MOCVD方法生长GaN材料的应力释放机制.采用SIMOX工艺制备的具有薄膜顶层硅的SOI材料作为外延生长的衬底材料,采用MOSS在位检测系统以及拉曼测试作为GaN内部应力的表征手段.结果表明,SOI材料对硅基GaN异质外延中的晶格失配应力和热应力的释放都有显著作用.薄膜SOI材料通过顶层硅与外延层的界面滑移,将一部分晶格失配应力通过界面的滑移释放,并且通过柔性薄膜顶层硅自身的应力吸收作用,将一部分热失配应力转移到衬底,从而有效地降低了GaN外延层的张应力.

Si基外延GaN的结构和力学性能

采用MOCVD技术在Si衬底(111)面上生长了GaN外延膜,分析了薄膜表面形貌和Si基GaN的临界载荷,研究了表面发光性能和GaN晶体质量随深度的变化.结果表明,外延层的表面比较平整,多组超晶格插入层可以进一步降低位错密度,提高晶体质量.膜的表面有许多颗粒状的发光中心,除了强的带边峰外,还有弱的黄光带和红光带,这可能是ON与VGa所产生的深能级跃迁产生的.GaN的晶体质量具有梯度变化,GaN外延层的上层晶体质量比较好,界面附近比较差,但是外延层与衬底的结合强度较高,临界载荷达到2.05 N.

蓝宝石衬底上HVPE-GaN厚膜生长

采用氢化物气相外延（HVPE）方法，以蓝宝石作衬底，分别在MOCVD-GaN模板和蓝宝石衬底上直接外延生长GaN。模板上的GaN生长表面平整、光亮，但开裂严重，其（0002）的双晶衍射半高宽最低为141；蓝宝石衬底上直接生长GaN外延层质量较差，其双晶衍射半高宽为168ff，但不发生开裂，HCl的载气流量对预反应有很大的影响，应力产生于外延层和衬底之间的界面处，界面孔洞的存在可以释放应力，减少开裂，光致发光（PL）谱中氧杂质引起强黄光发射。

非故意掺杂n型GaN的负持续光电导现象

研究了MOCVD方法制备的非故意掺杂n型GaN薄膜的持续光电导现象，实验发现样品的光电导与入射光强有密切的关系，当入射光强由弱到强变化时，样品会依次出现正常持续光电导（PPC）、负光电导（NPC）和负持续光电导（NPPC）现象。据知，这是首次在一个样品中仅仅通过改变入射光强就可以依次产生以上现象的实验报道，通过系统的实验分析和理论研究认为，该现象形成的主要原因是材料中深能级电子陷阱和空穴陷阱共同作用的结果。

PECVD沉积SiO_2和SiN_x对p-GaN的影响

在等离子增强化学气相沉积法（PECVD）沉积SiO_2和SiNx掩蔽层过程中，分解等离子体中浓度较高的H原子使Mg~-受主钝化，同时在p-GaN材料表面发生反应形成浅施主特性的N_v~+，空位。高能量离子轰击造成的材料深能级缺陷增多以及沉积形成致密的SiO_2和SiN_x材料，阻碍了H原子向外扩散，使H原子在Ni／Au电极与p-GaN的界面处聚集，造成p-GaN近表面附近区域Mg-H络合物密度的提高，空穴浓度急剧下降，导致Ni／Au透明电极I-V特性严重恶化。选择较低的射频功率（15W，13．56MHz）沉积模式，经过适当的退火，可以减小沉积SiO_2过程对p-GaN的影响。

高响应度GaN肖特基势垒紫外探测器的性能与分析

制作了反向饱和电流为5.5×10~(-14) A/cm~2,势垒高度为1.18eV的GaN肖特基势垒紫外探测器.测量了探测器分别在零偏压及反向偏压下的光谱响应度,响应度随反向偏压无显著变化,零偏压下峰值响应度在波长358.2nm处达到了0.214A/W.利用波长359nm光束横向扫描探测器的光敏面,测量了探测器在不同偏压下的空间响应均匀性,相应偏压下的光响应在光敏面中央范围内响应幅值变化不超过0.6%.光子能量在禁带边沿附近的光束照射下,GaN肖特基势垒紫外探测器存在势垒高度显著降低现象,这种现象在肖特基透明电极边沿及其压焊电极附近表现得更为突出.探测器在368和810nm波长光一起照射时的开路电压比只有368nm光照射时的开路电压大,而零偏压下两者的光电流近似相等.利用这种开路电压变化效应估算了探测器在368nm光照射下,表面被俘获空穴的面密度变化量约为8.4×10~(10) cm~(-2).

AIGaN/GaN HEMTs Power Amplifier MIC with Power Combining at C-Band

A power amplifier MIC with power combining based on AlGaN/GaN HEMTs was fabricated and measured. The amplifier consists of four 10×120μm transistors. A Wilkinson splitters and combining were used to divide and combine the power. By biasing the amplifier at V_(DS) =40V, I(DS)= 0. 9A, a maximum CW output power of 41. 4dBm with a maximum power added efficiency (PAE) of 32. 54% and a power combine efficiency of 69% was achieved at 5. 4GHz.

MOCVD生长GaN力学性能研究

采用MOCVD技术在蓝宝石衬底（0001）面上生长了GaN外延膜，利用原子力显微镜AFM、扫描电镜SEM分析了薄膜表面形貌，利用纳米压痕仪和UMT试验机考察了GaN膜的硬度、临界载荷以及摩擦学性能等。结果表明，薄膜以二维模式均匀生长，表面平整，硬度达22．1MPa，弹性模量为299．5GPa，与衬底结合紧密，临界载荷达1．6N，与GCr15钢球对磨时摩擦系数仅为0．13，与Si3N4陶瓷球摩擦时膜很快就磨穿。

Structural and Optical Performance of GaN Thick Film Grown by HVPE

Thick GaN films were grown on GaN/sapphire template in a vertical HVPE reactor. Various material characterization techniques,including AFM, SEM, XRD, RBS/Channeling, CL, PL, and XPS, were used to characterize these GaN epitaxial films. It was found that stepped/terraced structures appeared on the film surface,which were indicative of a nearly step-flow mode of growth for the HVPE GaN despite the high growth rate. A few hexagonal pits appeared on the surface, which have strong light emission. After being etched in molten KOH, the wavy steps disappeared and hexagonal pits with {1010} facets appeared on the surface. An EPD of only 8 ×10~6cm~(-2) shows that the GaN film has few dislocations. Both XRD and RBS channeling indicate the high quality of the GaN thick films. Sharp band-edge emission with a full width at half maximum（FWHM）of 67meV was observed, while the yellow and infrared emissions were also found. These emissions are likely caused by native defects and C and O impurities.

掺Er/Er+O的GaN薄膜光学性质的研究

利用Raman散射谱研究了GaN注Er以及Er+O共注样品的振动模，并讨论了共注入O对Er离子发光的影响. 在Raman散射谱中，对于注Er的GaN样品出现了300 cm~(-1)和670 cm~(-1)两个新的Raman峰，而对于Er+O共注样品，除了上述两个峰外，在360 cm~(-1)处出现了另外一个新的峰，其中300 cm~(-1)峰可以用disorder-activated Raman scattering (DARS)来解释，670 cm~(-1)峰是由于与N空位相关的缺陷引起的，而360 cm~(-1)峰是由O注入引起的缺陷络合物产生的. 由于360 cm~(-1)模的缺陷出现，从而导致Er+O共注入GaN薄膜红外光致发光(PL)强度的下降

两种结构GaN基太阳盲紫外探测器

分别在金属有机化学汽相沉积（MOCVD）生长的i-Al0.33Ga0.67N／AlN／n-GaN和p-Al0.45Ga0．55N／i—Al0.45Ga0.55N／n＋-Al0.65Ga0.35N的异质结构上，成功研制了太阳盲区的肖特基型和PIN型紫外探测器。研究结果表明，Au与i—Al0.33Ga0.67N形成了较好的肖特基结，响应波长从250—290nm，峰值（286nm）响应率约为0．08A／W；PIN型紫外探测器的响应波长从230～275nm，峰值（246nm）响应率约为0．02A／W。

背照式GaN／AlGaN p-i-n紫外探测器的制备与性能

文章研究了p-GaN／i—GaN／n-Al0.3Ga0.7N异质结背照式p-i—n可见盲紫外探测器的制备与性能。器件的响应区域为310～365nm，最大响应率为0．046A/W，对应的内量子效率为19％，优值因子R0A达到1．77×10^8Ω·cm^2，相应的在363nm处的探测率D^＊=2．6×10^12cmHz^1/2W^-1。

Persistent Photoconductivity in n-type GaN

The persistent photoconductivity（PPC） phenomena in n-type GaN Films grown by metalorganic chemical vapor deposition（MOCVD） have been studied. After using some testing and analysis methods, such as the double crystal X-ray diffraction（DCXRD）, the photolumineseence（PL） spectra, etc, it is found that the issue which influences PPC in n-type GaN is not relative to the dislocations and yellow band （YB）, and is caused by the doping level of Si most likely.

高性能1mm SiC基AlGaN/GaN功率HEMT研制

在6H-SiC衬底上,外延生长了AlGaN/GaN HEMT结构,设计并实现了高性能1mm AlGaN/GaN微波功率HEMT,外延材料利用金属有机物化学气相淀积技术生长.测试表明,该1mm栅宽器件栅长为0.8μm,输出电流密度达到1.16A/mm,跨导为241mS/mm,击穿电压＞80V,特征频率达到20GHz,最大振荡频率为28GHz.5.4GHz连续波测试下功率增益为14.2dB,输出功率达4.1W,脉冲条件测试下功率增益为14.4dB,输出功率为5.2W,两端口阻抗特性显示了在微波应用中的良好潜力.