影響GaAs PHEMT結(jié)構(gòu)材料電學(xué)特性的因素研究.pdf

1、二維電子氣(2DEG)電子遷移率(μn)和電子面密度(ns)是影響GaAs PHEMT 結(jié)構(gòu)材料特性的兩個(gè)重要因素。研究影響μn和ns的主要因素對(duì)制備高μn×ns 參數(shù)值的GaAs PHEMT結(jié)構(gòu)材料具有十分重要的意義。 本文設(shè)計(jì)并采用優(yōu)化的MBE工藝制備了GaAs PHEMT結(jié)構(gòu)材料，運(yùn)用非接觸霍爾、霍爾、X射線雙晶衍射等測(cè)試方法研究了影響μn和ns的主要因素，優(yōu)化了GaAs PHEMT材料結(jié)構(gòu)，使其μn×ns達(dá)到了2.52×

2、1016/V·s。 具體內(nèi)容如下：1.制備了勢(shì)壘層摻雜濃度從4×1012cm-2到5.8×1012cm-2的不同單平面摻雜GaAs PHEMT結(jié)構(gòu)材料樣品。在室溫條件下，利用非接觸霍爾測(cè)試儀對(duì)樣品進(jìn)行了測(cè)試。發(fā)現(xiàn)隨著平面摻雜濃度從4×1012cm-2 增大到4.4×1012cm-2，ns 有較大幅度的上升，當(dāng)摻雜濃度進(jìn)一步增大時(shí)，ns的變化不大，μn 明顯下降。制備了勢(shì)壘層厚度從195? 到345?的不同樣品，研究了勢(shì)壘層厚

3、度對(duì)ns 影響，發(fā)現(xiàn)隨著勢(shì)壘層厚度的增加，ns 也隨之增大，且增大的幅度逐漸變緩。 2.分別制備了雙平面摻雜結(jié)構(gòu)和單平面摻雜結(jié)構(gòu)的GaAs PHEMT 結(jié)構(gòu)材料。在室溫條件下，利用非接觸霍爾測(cè)試儀對(duì)樣品進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明雙平面摻雜樣品的μn 要小于單平面摻雜樣品，這是由于雙平面摻雜增大了溝道散射；但雙平面摻雜樣品的ns 遠(yuǎn)高于單平面摻雜樣品。 3.研究了摻雜層及隔離層Al組分對(duì)μn和ns的影響。發(fā)現(xiàn)隨著Al組分的增

4、加，ns 增加，μn 變小。這是由于異質(zhì)界面導(dǎo)帶不連續(xù)性增大，同時(shí)晶格失配變大，界面粗糙散射增強(qiáng)造成的。 4.研究了隔離層厚度對(duì)μn和ns的影響。結(jié)果表明隔離層厚度對(duì)μn和ns的影響是相反的。隔離層越厚，自由電子向溝道內(nèi)的轉(zhuǎn)移率越低，導(dǎo)致ns 降低，但同時(shí)減小了電離雜質(zhì)散射，使得μn 上升。在本文研究范圍內(nèi)，隔離層厚度為4.2 nm時(shí)，μn×ns 值最好。 5.研究了溝道層In組分對(duì)μn和ns的影響。發(fā)現(xiàn)增大溝道In組分