退火与未退火MM-HEMT材料中二维电子气的磁输运特性研究

采用变磁场霍耳测量,在1.5～90K的温度范围内,研究了经过快速热退火与未退火掺杂MM-HEMT材料中二维电子气的输运特性.通过对Shubnikov-de Hass(SdH)振荡曲线进行快速Fourier变换分析,获得了该样品沟道中子能带上的电子浓度等信息,并采用迁移率谱(MS)和多载流子拟合过程法(MFC)相结合的方法分析了该样品中子能带电子的浓度和迁移率.该方法与SdH测量所获得的结果符合得很好,都证实了在很高的温度下退火将影响样品沟道中电子的浓度和迁移率,对材料性能起着不可低估的作用.

变In组分沟道的MM-HEMT材料电子输运特性研究

在变缓冲层高迁移率晶体管 (MM_HEMT)器件中 ,二维电子气的输运性质对器件性能起着决定作用 .通过低温下二维电子气横向电阻的量子振荡现象 ,结合变温度的Hall测量 ,系统研究了不同In组分沟道MM_HEMT器件中子带电子迁移率和浓度随温度的变化关系 .结果表明 ,沟道中In组分为 0 6 5的样品 ,材料电学性能最好 ,In组分高于 0 6 5的样品 ,严重的晶格失配将产生位错 ,引起迁移率下降 ,大大影响材料和器件的性能 .

MBE生长高电阻率GaAs基InAlAs组分渐变缓冲层

研究了用分子束外延(MBE)方法,在SI-GaAs衬底上不同低温生长的台阶式组分渐变InAlAs缓冲层结构.用原子力显微镜(AFM)观测表面形貌,生长温度为340℃时,外延层表面粗糙度为1.79nm.用Van der Pauw方法研究了材料的电学特性,室温电阻率ρ:2.6× 10Ω·cm.(电学性能测试表明200V电压间距1mm时,漏电流仅为0.3μA).高分辨X射线测试样品显示为良好的层状结构,晶体质量随生长逐渐变好.首次用变温Hall测试研究多层InAlAs缓冲层材料内部的载流子传输机制,并用热激电流谱(TSC)分析了其高阻机制.

3mm频段InPHEMT低噪声器件研究

通过优化设计材料纵向结构,得到了满足3 mm频段工作的In P外延材料结构,最终采用外延工艺制作了In P外延材料。设计了3 mm频段In P HEMT器件横向结构,确定合适源漏间距和单指栅宽,基于In P外延材料采用自主研发流片工艺,优化了欧姆接触工艺,最终制作成功3 mm频段In P HEMT低噪声器件。测试结果表明,在频率为75~110 GHz,Uds为1.2 V,Ugs为-0.1 V时,In P HEMT单胞器件最大增益大于9 d B,噪声系数1.2 d B。