用于砷化镓功率MES FET器件的优质多层汽相外延材料的制备

本文介绍了近年来我们在氯化物汽相外延GaAs材料的新进展,其中包括提高均匀性的研究,采用脉冲掺杂进行变浓度有源层生长的研究,以及带有n^+层的外延材料用于功率GaAs MESFET器件的研究。所生长的优质多层GaAs VPE材料,用于MESFET功率器件获得良好的结果,在15GHz下输出功率≥1W,相关增益≥5dB;18GHz下,输出功率≥600mW,相关增益≥5dB。

2英寸高均匀性GaAs多层外延材料

用法国进口的ＧａＡｓＶＰＥ设备，采用ＡｓＣｌ）３／Ｈ＿２／Ｇａ体系，以ＳｎＣｌ＿４ｌ／ＡｓＣｌ＿３为掺杂液，生长了２英寸多层ＧａＡｓ外延材料，自行设计了反应器的热场分布，在反应器中增加了合适的搅拌器，用以改变反应器中气体流动情况。ＧａＡｓ外延层的浓度均匀性与厚度均匀性均小于５％。浓度均匀性的最佳值为３．７％，厚度均匀性的最佳值为１．５％，当外延层载流子浓度为１．９×１０￣（１７）ｃｍ￣（－３）时，室温迁移率达到４３９０ｃｍ￣２／Ｖ·ｓ。

注氮GaAs中的深能级及其对自由载流子的补偿

详细研究了注氮n型GaAs中深的和浅的杂质缺陷的电学性质。深能级瞬态谱(DLTS)技术测量表明,能量为140keV和剂量为1×10^(13)cm^(-2)的氮离子注入并经800℃退火30min的GaAs中存在四个电子陷阱,E_1(0.111),E_2(0.234),E_3(0.415),E_4(0.669)和一个空穴陷阱H(0.545),而在能量为20keV和剂量为5×10^(14)cm^(-2)的氮离子注入并经同样退火的同种GaAs中,只观测到E_4和H(0.545)两种缺陷,E_2和E_3是高能量注入损伤缺陷,E_4可能是本征缺陷和注入损伤的络合物,H(0.545)是与氮有关的深能级,它可能与掺氮n型GaAs中的自由载流子受到严重补偿有关。

浅杂质注入LEC半绝缘GaAsγ射线辐照缺陷

用深能级瞬态谱（ＤＬＴＳ）和恒温电容瞬态等技术研究了浅杂质注入ＬＥＣ半绝缘ＧａＡｓ的γ射线辐照缺陷。在Ｂｅ－Ｓｉ共注的ＬＥＣ半绝缘ＧａＡｓ中，γ射线辐照引入一电子陷阶Ｅ＿２，并且大大增强了原有的Ｅ＿（０１）（０．２９８）和Ｅ＿（０２）（０．３４１）等缺陷，同时明显地瓦解了原有的少子陷阱Ｈ＿（０３）。在单纯注Ｓｉ的ＬＥＣ半绝缘ＧａＡｓ中，γ射线辐阳引进了Ｅ＇＿（０１）（０．２１６），Ｅ＇＿（０２）（０．３４１），Ｅ＇＿２，Ｅ＇＿４和Ｅ＇＿５（０．６０８）等缺陷。其中Ｅ＿（０１）和Ｅ＇＿（０１）是新发现的和γ辐照有关的ＧａＡｓ缺陷。和低阻衬底同质外延ＧａＡｓ相比，Ｂｅ－Ｓｉ共注ＬＥＣ半绝缘ＧａＡｓ具有较低的γ射线辐照缺陷引入率，与此相反，单纯注Ｓｉ的ＬＥＣ半绝缘ＧａＡｓ具有较高的γ射线辐照缺陷的引入率。