Au/Ni/Al/Ti/AlxGa1-xN/GaN和Au/Pt/Al/Ti/AlxGa1-xN/GaN欧姆接触研究

研究并对比了Ti/Al/Ni/Au和Ti/Al/Pt/Au多层金属膜与未掺杂的Al0 .2 2 Ga0 .78N/GaN(i AlGaN/GaN)异质结构之间的欧姆接触性质。在退火温度低于 70 0℃时 ,两种接触样品上都不能得到欧姆接触。随着退火温度的升高 ,85 0℃快速退火后 ,在Ti/Al/Ni/Au接触上获得了 1.2 6×10 - 6 Ω·cm2 的比接触电阻率 ,在Ti/Al/Pt/Au接触上获得了 1.97× 10 - 5Ω·cm2 的比接触电阻率。研究结果表明 ,金属与半导体接触界面和Al0 .2 2 Ga0 .78N异质结构界面载流子沟道之间适当的势垒的存在对高质量欧姆接触的形成起重要作用 ,势垒的宽度取决于退火温度以及退火的具体进程。对Ti/Al/Ni/Au和Ti/Al/Pt/Au欧姆接触比接触电阻率的差异进行了解释。     

硅基AlN应力和压电极化研究

通过XRD和Raman谱研究了用金属有机化学气相沉积 (MOCVD)的方法在Si( 111)面上生长的AlN薄膜层上的应力和压电极化 ,Raman谱观察到两个声子峰位分别在 619.5cm- 1 (A1 (TO) )和 668.5cm- 1 (E2 (high) )。通过光学声子E2 (high)的频移为 13cm- 1 计算得到AlN薄膜上的双轴压应力为 5 .1GPa ,在z轴方向上和在垂直于z轴方向上的应变分别为εzz=6 7× 10 - 3和εxx=-1 1× 10 - 2 ,产生的压电极化电荷PPE=2 .2 6× 10 - 2 c·m- 2 ,这相当于在Si的表面产生浓度为 1.41× 10 1 3c·cm- 2 的电子积累。同时 ,实验还发现在MOCVD生长过程中存在Si原子的扩散 ,在界面处形成了一个过渡层 ,过渡层主要以Si原子取代Al原子的位置并形成Si-N键为主。     

热退火对 InGaN薄膜性质的影响

对采用金属有机化学气相沉积方法生长的In组分为0.14的InGaN薄膜在不同温度下进行了热退火处理.通过X射线衍射、原子力显微镜、光致发光谱和变温霍尔等测试方法研究了In0.14Ga0.86N薄膜的晶格质量、表面形貌以及光学特性和电学特性随着退火温度的变化情况.结果表明,有利于提高In0.14Ga0.86N薄膜质量的最佳退火温度为500℃.通过对变温霍尔实验数据的拟合,初步分析了退火前后InGaN样品中的多种散射机制以及它们的变化情况.     

GaN基肖特基二极管的场板工程

The practical design of GaN-based Schottky barrier diodes（SBDs） incorporating a field plate（FP） structure necessitates an understanding of their working mechanism and optimization criteria.In this work,the influences of the parameters of FPs upon breakdown of the diode are investigated in detail and the design rules of FP structures for GaN-based SBDs are presented for a wide scale of material and device parameters.By comparing three representative dielectric materials（SiO₂,Si₃N₄ and Al₂O₃） selected for fabricating FPs,it is found that the product of dielectric permittivity and critical field strength of a dielectric material could be used as an index to predict its potential performance for FP applications.     

基于锗硅异质纳米晶的非易失浮栅存储器的存储特性

利用自组织生长和选择化学刻蚀方法在超薄SiO2隧穿氧化层上制备了渐变锗硅异质纳米晶,并通过电容.电压特性和电容-时间特性研究了该纳米结构浮栅存储器的存储特性.测试结果表明,该异质纳米晶非易失浮栅存储器具有良好的空穴存储特性,这是由于渐变锗硅异质纳米晶中Ge的价带高于Si的价带形成了复合势垒,空穴有效地存储在复合势垒的Ge的一侧.     

GaN转移电子器件的性能与基本设计

基于GaN转移电子器件最基本的工作模式--畴渡越时间模式,计算了GaN转移电子器件的理想最高振荡频率,得到该类型微波转移电子器件的最高振荡频率可达4.7THz,接近GaAs转移电子器件最高振荡频率(0.6THz)的8倍.从理论上计算出GaN转移电子器件的理想最大输出功率,结果表明GaN转移电子器件在功率输出方面具有很大优势.最后还讨论了 GaN转移电子器件在畴渡越时间模式下,能够产生稳定Gunn振荡的两个基本条件,即电子浓度N与器件有源区长度L乘积要大于该器件的设计标准((NL)0=6.3×1012cm2)及有源区的掺杂浓度N要小于临界掺杂浓度Norit(3.2×1017cm-3).本工作揭示出GaN转移电子器件在高频率和大功率输出方面都具有重要优势,作为大功率THz微波信号源将具有广阔的应用前景.     

AlGaN/GaN异质结构欧姆接触的研制

研究了 Ga N高温宽禁带半导体外延层上欧姆接触的制备工艺 ,讨论了几种测试方法的优缺点 ,并根据器件制作的工艺兼容性 ,在 n-Ga N样品上获得了 4× 1 0 - 6 Ω·cm2的欧姆接触 ,在 Al Ga N/Ga N异质结构样品上获得了 4× 1 0 - 4Ω· cm2 的欧姆接触。实验结果表明 ,Al Ga N/Ga N上低阻欧姆接触的制备及其工艺兼容性是Ga N HFET器件研制的技术难点     

直拉型Si单晶中金属杂质对氧沉淀行为的影响

本文研究了直拉型Si单晶中Cu和Fe杂质对氧沉淀行为的影响．尽管Si晶体中Cu杂质的浓度远高于Fe杂质，但发现Cu对氧沉淀行为没有影响，而Fe会明显增强氧的沉淀速率．实验结果表明Cu在Si中形成低密度、大尺寸的沉淀物团簇，与Si晶体生长后业已存在的微小氧沉淀物中的绝大多数没有相互作用；相反地，Fe杂质与微小氧沉淀物相互作用，形成高温下稳定的复合粒子，充当了氧沉淀的有效成核中心．     

Si上Si1-xGex:C 缓冲层的载流子分布

用化学气相淀积方法在Si(100)衬底上生长了Ge组分渐变的Si1-xGex:C合金缓冲层.研究表明,较高温度下生长的Si1-xGex:C缓冲层中Ge的平均含量较高,其晶体质量要优于较低温度下生长的外延薄膜.载流子浓度沿衬底至表面方向逐渐上升且Si1-xGex:C缓冲层总体呈p型导电,存在一局域n型导电区,本文对其导电分布特性进行了分析研究.     

Si基MOCVD生长AlN深陷阱中心研究

通过PL 谱和Raman谱对MOCVD生长Si基Al N的深陷阱中心进行了研究,发现三个深能级Et1 ,Et2 ,Et3,分别在Ev 上2 .6 1,3.10 ,2 .11e V.Et1 是由氧杂质和氮空位(或Al间隙原子)能级峰位靠近重合共同引起的,Et2 、Et3都是由于衬底Si原子扩散到Al N引起的.在Si浓度较低时,Si主要以取代Al原子的方式存在,产生深陷阱中心Et2 .Si浓度高于某个临界浓度时,部分Si原子以取代N原子位置的方式存在,形成深陷阱中心Et3.实验还表明,即使经高温长时间退火,Al N中Et1 和Et2 两个深陷阱中心也是稳定的