GaN基异质外延膜中Al组分含量测试方法综述

介绍了目前可用于AlGaN半导体异质外延膜中Al组分含量测定的多种测试技术,包括高分辨X射线衍射技术、光致发光法、紫外-可见光透射光谱法、电子探针法、卢瑟福背散射法等,并对各种测试技术的原理和优缺点进行了概述。

极化诱导实现AlGaN薄膜材料中的超高电子浓度(10^(20)cm^(-3))掺杂

材料的载流子浓度和迁移率是影响器件性能的关键因素,变温Hall测试结果证明杂质掺杂A1GaN中的载流子浓度和迁移率随温度降低而减小.然而极化诱导掺杂的载流子浓度和迁移率不受温度变化的影响.以准绝缘的GaN体材料作为衬底,在组分分层渐变的AlGaN中实现的极化诱导掺杂浓度仅仅在10^(17)cm^(-3)数量级甚至更低.本研究采用载流子浓度为10^(16)cm^(-3)量级的非有意n型掺杂GaN模板为衬底,用极化诱导掺杂技术在分子束外延生长的AlGaN薄膜材料中实现了高达10^(20)cm^(-3)量级的超高电子浓度.准绝缘的体材GaN半导体作衬底时,只有表面自由电子作为极化掺杂源,而非有意掺杂的GaN模板衬底除了提供表面自由电子外,还能为极化电场提供更多的自由电子"源",从而实现超高载流子浓度的n型掺杂.

利用光致发光法测定Al_xGa_(1-x)N外延膜中的铝元素含量

采用深紫外光致发光技术测量AlxGa1-xN半导体异质外延膜的禁带宽度,结合Material Studio软件中的CASTEP模块模拟计算AlxGa1-xN异质外延膜材料的弯曲因子,测定了AlxGa1-xN外延膜样品中的Al元素物质的量分数。结果表明,发射波长为224.3nm的HeAg激光器能够激发AlxGa1-xN半导体材料产生发光现象。CASTEP软件模拟计算得到AlxGa1-xN的弯曲因子为1.01462±0.06772eV,认为其弯曲因子在1.0eV附近,由此可以理论计算得到具有Al组分梯度的一系列AlxGa1-xN外延膜样品中的Al元素物质的量分数。