GaN材料P型摻雜機(jī)理及方法的研究.pdf

1、由于具有優(yōu)越的特性，GaN材料以及基于GaN材料的各種器件在近十年中得到了系統(tǒng)和深入的研究。但是現(xiàn)在仍然面臨著許多的問題，特別是GaN材料的p型摻雜技術(shù)始終沒有很好的解決。本論文正是在這一背景下進(jìn)行研究的。 本論文在分析了現(xiàn)有GaN材料p型摻雜技術(shù)所面臨的困難與不足后，提出了利用超晶格結(jié)構(gòu)提高GaN材料p型摻雜效果的方案。隨后，系統(tǒng)的研究了超晶格結(jié)構(gòu)提高p型摻雜效果的物理機(jī)制、分析了超晶格周期長度和Al組份對摻雜效果的影響、優(yōu)化

2、了AlGaN/GaN超晶格摻Mg的各種工藝參數(shù)?；谶@些研究本文取得了以下成果和結(jié)論： 1．AlGaN/GaN超晶格的空穴微帶效應(yīng)是超晶格結(jié)構(gòu)提高p型摻雜效果的物理機(jī)理。超晶格形成的空穴微帶能夠降低AlGaN材料中受主元素的激活能，這使得受主的離化率得到提高。 2．AlGaN/GaN超晶格空穴微帶的形成主要是由極化效應(yīng)和界面應(yīng)力引起的?？紤]極化效應(yīng)和界面應(yīng)力時(shí)AlGaN/GaN超晶格的平均空穴濃度比不考慮這些效應(yīng)時(shí)高約一

3、個(gè)量級。 3．通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了對極化效應(yīng)和界面應(yīng)力作用的理論分析，優(yōu)化了超晶格周期長度、Al組份和反應(yīng)室壓力等參數(shù)。認(rèn)為高的反應(yīng)室壓力、Al組份以及約二十納米的超晶格周期長度有利于摻雜效率的提高。 4．獲得了電阻率為0.31Ω·cm、空穴濃度為4.36×10<'18>/cm<'3>的AlGaN/GaN樣品。這一結(jié)果優(yōu)于目前GaN體材料p型摻雜的結(jié)果，證明了超晶格結(jié)構(gòu)在p型摻雜中的有效作用，且對于LED和HBT等器件具有一定