在复合衬底γ-Al2O3／Si（001）上生长GaN

采用分子束外延（MBE）生长方法，使用γ-Al2O3材料作为新型过渡层，在Si（001）衬底上获得了没有裂纹的GaN外延层，实验结果表明使用γ-Al2O3过渡层有效地缓解了外延层中的应力．通过生长并测试分析几种不同结构的外延材料，研究了复合衬底γ-Al2O3／Si（001）生长GaN情况，得到了六方相GaN单晶材料，实现了GaNC面生长．预铺薄层Al及高温AIN层可以提高GaN晶体质量，低温AIN缓冲层可以改善GaN表面的粗糙度．为解决Si（001）衬底上GaN的生长问题提供了有益的探索。

GaN非线性光学效应研究进展

本文简述了对非线性光学材料的一般要求，详细介绍了GaN材料的极化效应，以及因此而具有的良好非线性光学效应。以波长转换为例说明了它在未来全光网络中的应用前景。

用MOCVD法生长GaN基自组装量子点的相关实验及其分析

GaN基相关材料的量子点生长是半导体材料研究的一个热点，尤其是用MOCVD方法生长GaN基自组装量子点占了相当的比例，因此相关的文献较多，但综述性文章却不多见。鉴于此，本文综述了用MOCVD法制备GaN基量子点的不同实验方法，并对影响量子点牛长的实验条件和参数做了简要的分析。希望能够对相关的实验研究工作提供一些参考。

在双热舟化学气相沉积系统中通过掺In技术生长GaN纳米线和纳米锥

在现有的一台蒸发镀膜机基础上，设计加工了一个双热舟化学气相沉积系统．该系统具有真空度高、升温速度快、源和衬底温度可分别控制等优点，有利于化合物半导体纳米材料的生长．利用该生长系统，通过在生长过程中掺入等电子杂质In作为表面活性剂，分别在野衬底和3C—SiC／Si衬底上生长出高质量的具有纤锌矿结构的单晶GaN纳米线和纳米尖三棱锥．所得产物通过场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、能量色散x射线谱仪、x射线衍射仪，和荧光谱仪进行表征．这里所用的生长方法新颖，生长出的GaN纳米尖三棱锥在场发射和激光方面有潜在的应用价值．

RF-MBE Grown AlGaN/GaN HEMT Structure with High Al Content

A Si doped AlGaN/GaN HEMT structure with high Al content (x= 44%) in the barrier layer is grown on sapphire substrate by RF-MBE. The structural and electrical properties of the heterostructure are investigated by the triple axis X-ray diffraction and Van der Pauw-Hall measurement, respectively. The observed prominent Bragg peaks of the GaN and AlGaN and the Hall results show that the structure is of high quality with smooth interface.fabricated and characterized. Better DC characteristics, maximum drain current of 1.0A/mm and extrinsic transconductance of 218mS/mm are obtained when compared with HEMTs fabricated using structures with lower Al mole fraction in the AlGaN barrier layer. The results suggest that the high Al content in the AlGaN barrier layer is promising in improving material electrical properties and device performance.

采用PECVD方法制作SiO2绝缘层的AlGaN/GaN MOS-HFET器件

为了进一步减小栅漏电,提高击穿电压,将MOS结构的优点引入ALGaN/GaN HEMT器件中,研制并分析了新型的基于AlGaN/GaN的 MOS-HFET结构.采用等离子增强气相化学沉积(PECVD)的方法生长了50 nm的SiO2作为栅绝缘层,新型的AlGaN/GaN MOS-HFET器件栅长1 μm,栅宽80 μm,测得最大饱和输出电流为784 mA/mm,最大跨导为44.25 ms/mm,最高栅偏压+6 V.

GaN生长速率的研究

采用在位监控方法研究了MOCVD系统中GaN材料的外延生长速率与NH3流量、TMGa流量、Ⅴ/Ⅲ比等生长参数的关系.GaN生长速率随NH3流量的提高先增加后减小,而随TMGa流量的增加线性的增加.在不同NH3流量的情况下,GaN生长速率随TMGa流量增加的速率不同.GaN的生长速率与Ⅴ/Ⅲ比没有直接的关系,而与NH3,TMGa等条件有关.实验结果表明,MOCVD系统中存在着较强的预反应.预反应的程度与TMGa的流量成正比.

缓冲层厚度对MOCVD法生长GaN外延薄膜性能的影响

本文研究了低温GaN(LT-GaN)缓冲层表面形貌,其随厚度的变化规律及对随后生长GaN外延膜各项性能的影响.用场发射扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究LT-GaN缓冲层表面形貌,发现随着厚度的增加,其表面由疏松、粗糙变得致密、平整,六角GaN小晶粒的数量减少,且取向较为一致.用X光双晶衍射(XRD)、AFM和Hall测量研究1μm厚本征GaN外延薄膜的结晶质量、表面粗糙度、背底载流子浓度和迁移率等性能,发现随着LT-GaN缓冲层厚度的增加:XRD的半高宽FWHMs增大,表面粗糙度先减小后又略有增大,背底载流子浓度则随之减少,而迁移率的变化则不明显.通过分析进一步确认LT-GaN缓冲层的最优生长时间.

p型GaN的掺杂研究

采用正交实验设计方法设计p型GaN的生长,通过较少的实验,优化了影响p型GaN性质的三个生长参数:Mg流量、生长温度和Ⅴ/Ⅲ比.过量的Mg源流量、过高的生长温度、过大的Ⅴ/Ⅲ比都会降低自由空穴浓度.还研究了退火温度对p型GaN的载流子浓度和光学性质的影响.实验结果表明,700～750℃范围为最佳退火温度.

MOCVD生长Mg掺杂GaN的退火研究

用MOCVD技术在50mm蓝宝石衬底(0001)面上生长了GaN∶Mg外延膜,对样品进行热退火处理并作了Hall、双晶X射线衍射(DCXRD)和室温光致发光谱(PL)测试.Hall测试结果表明,950℃退火后空穴浓度达到5×1017cm-3以上,电阻率降到2.5Ω·cm;(0002)面DCXRD测试发现样品退火前、后的半峰宽均约为4′;室温PL谱中发光峰位于2.85eV处,退火后峰的强度比退火前增强了8倍以上,表明样品中大量被H钝化的受主Mg原子在退火后被激活.

Material Growth and Device Fabrication of GaN-Based Blue-Violet Laser Diodes

Studies on first GaN-based blue-violet laser diodes(LDs) in China mainland are reported.High quality GaN materials as well as GaN-based quantum wells laser structures are grown by metal-organic chemical vapor deposition method.The X-ray double-crystal diffraction rocking curve measurements show the full-width half maximum of 180" and 185" for (0002) symmetric reflection and (10(-1)2) skew reflection,respectively.A room temperature mobility of 850cm2/(V·s) is obtained for a 3μm thick GaN film.Gain guided and ridge geometry waveguide laser diodes are fabricated with cleaved facet mirrors at room temperature under pulse current injection.The lasing wavelength is 405.9nm.A threshold current density of 5kA/cm2 and an output light power over 100mW are obtained for ridge geometry waveguide laser diodes.

GaN外延材料中持续光电导的光淬灭

研究了非故意掺杂和掺Si的n型GaN外延材料持续光电导的光淬灭.实验发现,非故意掺杂GaN的持续光电导淬灭程度远大于掺Si的n型GaN;撤去淬灭光后前者的持续光电导几乎没有变化,后者却明显减小;稍后再次加淬灭光,前者的持续光电导仍无变化,而后者却明显增加.作者认为两者持续光电导的形成都与空穴陷阱有关,用空穴陷阱模型解释了非故意掺杂GaN持续光电导的形成以及淬灭过程;掺Si的n型GaN的持续光电导是电子陷阱(杂质能级)和空穴陷阱共同作用的结果,并且在持续光电导发生的不同阶段其中一种陷阱的作用占主要地位.

AlGaN/GaN HEMT电流崩塌效应研究进展

简要回顾了AlGaN/GaN HEMT器件电流崩塌效应研究的进展,着重阐述了虚栅模型、应力模型等几种解释电流崩塌效应形成机理的模型和器件钝化、生长盖帽层等减小电流崩塌效应的措施.

高性能1mm AlGaN/GaN功率HEMTs研制

报道了基于蓝宝石衬底的高性能1mmAlGaN/GaNHEMTs功率器件.为了提高微波功率器件性能,采用新的欧姆接触和新型空气桥方案.测试表明,器件电流密度为0.784A/mm,跨导197mS/mm,击穿电压大于40V,截止态漏电较小,1mm栅宽器件的单位截止频率达到20GHz,最大振荡频率为28GHz,功率增益为11dB,功率密度为1.2W/mm,PAE为32%,两端口阻抗特性显示了在微波应用中的良好潜力.

AlGaN/GaN异质结中极化效应的模拟

提出了一种将极化效应引入GaN基异质结器件模拟中的方法.在传统器件模拟软件中,通过在异质结界面插入δ掺杂层,利用其离化的施主或受主充当极化产生的固定电荷从而引入极化效应.模拟了Ga面生长和N面生长的AlGaN/GaN单异质结,结果显示只有前者在异质结界面有载流子限制效应,而后者没有;Ga面生长的AlGaN/GaN异质结界面处自由电子面密度随Al组分以及AlGaN的厚度增加而增加.以上模拟结果与其他报道中的实验以及计算结果一致,说明该方法可有效地将极化效应引入GaN基异质结器件的模拟中.