AlGaN／GaN背对背肖特基二极管氢气传感器

通过溅射的方法制作了Pt／AIGaN／GaN背对背肖特基二极管并测试了该器件对氢气的响应．研究了Pt／AlGaN／GaN背对背肖特基二极管在25和100℃时对于10％H_2（N_2气中）的响应，计算了器件的灵敏度；并比较了两种温度条件下器件对于氢气响应的快慢；空气中的氧气对于器件电流的恢复有重要的作用；最后由热电子发射公式计算了器件在通人10％的氢气前后有效势垒高度的变化．

Optical and Electrical Properties of GaN.Mg Grown by MOCVD

Mg-doped GaN layers prepared by metalorganic chemical vapor deposition were annealed at temperatures between 550 and 950℃. Room temperature （RT） Hall and photoluminescence （PL） spectroscopy measurements were performed on the as-grown and annealed samples. After annealing at 850℃, a high hole concentration of 8 × 10~(17) cm~(-3) and a resistivity of 0. 8lΩ·cm are obtained. Two dominant defect-related PL emission bands in GaN.. Mg are investigated; the blue band is centered at 2. 8eV （BL） and the ultraviolet emission band is around 3.27eV （UVL）. The relative intensity of BL to UVL increases after annealing at 550℃, but decreases when theannealing temperature is raised from 650 to 850℃, and finally increases sharply when the annealing temperature is raised to 950C. The hole concentration increases with increased Mg doping, and decreases for higher Mg doping concentrations. These results indicate that the difficulties in achieving high hole concentration of 10~(18)cm~(-3) appear to be related not only to hydrogen passivation, but also to self-compensation.

AlGaN／GaN异质结紫外探测器

采用p-AlGa1-xN／i-GaN／n-GaN异质结构成功制备了含铝组分分别为0．1和0．07的正照射可见盲紫外探测器，并分别测试了它们的伏安特性曲线和光电响应光谱。对于Al组分为0．1的器件，在零偏压处出现了板低的暗电流密度，表明器件具有非常高的信噪比。高分辨率X射线衍射仪对材料的测试结果表明，高铝组分（0．1）窗口层薄膜材料的晶体质量较差，导致暗电流增大，而其窗口层的窗口选择作用则可以得到较高的响应率和较宽的响应波段。

功率型GaN基LED静电保护方法研究

介绍了几种常用的GaN基大功率白光发光二极管（LED）静电保护的方法，分析了GaN基大功率白光LED静电损伤的机理，并在此基础上，提出了改善GaN基大功率白光LED的抗静电损伤的途径与方法。

n-GaAs和p-GaN晶片的直接键合

采用直接键合的方法成功实现了n-GaAs和p-GaN晶片的高质量键合.扫描电子显微镜观测结果表明,键合界面没有空洞.键合前后光致发光谱测试表明,键合工艺对材料质量影响不大.室温下界面的电流-电压特性表明,键合得到的n-GaAs/p-GaN异质结为肖特基二极管并且理想因子为1.08.n-GaAs和p-GaN材料直接键合的成功对于集成GaAs和GaN材料制备光电集成器件有重要意义.

表面处理对p-GaN欧姆接触的影响

分别用稀盐酸、王水以及(NH_4)_2S溶液处理p-GaN表面,通过测试样品表面Ols的X射线光电子能谱(XPS),比较了这些溶液去除p-GaN表面氧化层的能力;在经不同溶液处理后的样品表面,以相同的条件制作Ni/Au电极,并测试其与p-GaN的比接触电阻,结果表明经稀盐酸处理后的样品表面,由于其氧含量较高,不能与Ni/Au形成良好的欧姆接触,而经王水和(NH_4)_2S溶液处理后的p-GaN表面,能与Ni/Au形成良好的欧姆接触;最后,通过比较样品表面的Ga/N原子浓度比,探讨了王水处理p-GaN表面能够形成良好欧姆接触的原因.

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。