C面SiC衬底上N面GaN的MOCVD制备及特性研究（英文）

Ga面GaN基器件结构中存在巨大的极化场,引起载流子溢流等问题,严重的损害了器件的性能。而N面GaN则可以使极化场反转,从而解决这些问题。详细研究了在C面SiC衬底上N面GaN的MOCVD外延生长和性质。N面GaN表面非常粗糙,薄膜中刃位错和混合位错的含量较高。在Si掺杂的N面GaN的室温PL谱中没有观测到黄带的产生。利用热磷酸溶液对N面GaN腐蚀,在外延膜的表面产生了大量的Ga空位,对应的PL谱出现了黄带,确定黄带来源于Ga空位。经过腐蚀后的GaN呈12面锥体形貌,锥体的形成可以弛豫薄膜中的张应力,此外,随着腐蚀的进行,低温PL谱的半峰宽变窄。

p型InGaN/GaN超晶格N面GaN基LED的光电特性

随着氮(N)面Ga N材料生长技术的发展,基于N面Ga N衬底的高亮度发光二极管(LED)的研究具有重要的科学意义。研究了具有高发光功率的N面Ga N基蓝光LED的新型结构设计,通过在N面LED的电子阻挡层和多量子阱有源层之间插入p型In Ga N/Ga N超晶格来提高有源层中的载流子注入效率。为了对比N面Ga N基LED优异的器件性能,同时设计了具有相同结构的Ga面LED。通过对两种LED结构的电致发光特性、有源层中能带图、电场和载流子浓度分布进行比较可以发现,N面LED在输出功率和载流子注入效率上比Ga面LED有明显的提升,从而表明N面Ga N基LED具有潜在的应用前景。

N面GaN材料及器件的研究进展

N面GaN材料及器件是宽禁带半导体技术中的重要研究内容。对N面GaN材料及器件的概念、优势、研究现状以及存在的问题进行了系统的分析。在此基础上,论述了N面GaN材料及器件未来的发展趋势。

结构参数对N极性面GaN/InAlN高电子迁移率晶体管性能的影响

基于漂移-扩散传输模型、费米狄拉克统计模型以及Shockley-Read-Hall复合模型等,通过自洽求解薛定谔方程、泊松方程以及载流子连续性方程,模拟研究了材料结构参数对N极性面GaN/InAlN高电子迁移率晶体管性能的影响及其物理机制.结果表明,增加GaN沟道层的厚度(5-15 nm)与InAlN背势垒层的厚度(10-40 nm),均使得器件的饱和输出电流增大,阈值电压发生负向漂移.器件的跨导峰值随Ga N沟道层厚度的增加与InAlN背势垒层厚度的减小而减小.模拟中,各种性能参数的变化趋势均随GaN沟道层与InAlN背势垒层厚度的增加而逐渐变缓,当GaN沟道层厚度超过15 nm、InAlN背势垒层厚度超过40 nm后,器件的饱和输出电流、阈值电压等参数基本趋于稳定.材料结构参数对器件性能影响的主要原因可归于器件内部极化效应、能带结构以及沟道中二维电子气的变化.