GaN基半導體在高電子遷移率晶體管HEMT器件具有無可比擬的優(yōu)勢,特別是表現(xiàn)出極高的微波功率密度、高效率、寬帶寬等。GaN基HEMT器件通常采用AlGaN/GaN異質結構,該異質結構能夠形成高密度和高遷移率的二維電子氣,這是器件優(yōu)越特性的關鍵。為了進一步提高GaN基異質結構的二維電子氣特性,InAlN/GaN和InAlGaN/GaN異質結構近年來開始被大家關注,因其具有比AlGaN/GaN異質結構更高的二維電子氣密度。然而由于In原子在生長中容易形成團簇現(xiàn)象,所以導致這兩種含In的GaN基異質結構二維電子氣遷移率受到限制,明顯不及AlGaN/GaN異質結構。為了將AlGaN/GaN和InAlGaN/GaN兩種異質結構的優(yōu)勢相結合,本文重點開展了InAlGaN/AlGaN復合勢壘層的GaN基異質結構研究。本文的主要工作有:1、采用脈沖式PMOCVD生長方法代替常規(guī)MOCVD生長方法,通過對比研究發(fā)現(xiàn),PMOCVD生長得到的InAlGaN/GaN異質結構具有更好的結晶質量和表面形貌。2、成功生長出高性能的InAlGaN/AlGaN/GaN復合勢壘層的異質結構,通過與AlGaN/GaN和In... 

【文章來源】：西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 第三代半導體材料的發(fā)展
    1.2 GaN基微波器件方面的進展
    1.3 GaN在發(fā)光器件方面的進展
    1.4 InAlGaN材料的發(fā)展及研究意義
        1.4.1 InAlGaN材料研究意義
        1.4.2 InAlGaN材料的發(fā)展歷程
    1.5 本文的研究內(nèi)容與結構安排
第二章 InAlGaN四元合金生長表征和基本理論
    2.1 MOCVD方法簡介
    2.2 PMOCVD簡介
    2.3 本文所涉及到的材料測試和表征手段
        2.3.1 X射線衍射技術（XRD）
        2.3.2 拉曼散射
        2.3.3 其他測試手段
    2.4 InAlGaN四元合金的極化理論
    2.5 InAlGaN/GaN的匹配理論
    2.6 三種匹配條件下的組分配比關系的確定
        2.6.1 InAlGa N/GaN的晶格匹配
        2.6.2 InAlGaN/GaN的極化匹配
        2.6.3 InAlGaN/GaN的能帶匹配
    2.7 本章小結
第三章 InAlGaN四元合金的生長
    3.1 前言
    3.2 InAlGaN生長
        3.2.1 InAlGaN四元合金的XRD表征
        3.2.2 InAlGaN四元合金的厚度測量
        3.2.3 InAlGaN的PL譜和AFM分析
        3.2.4 材料的XPS的研究
    3.3 改變Al、In組分對InAlGaN薄膜特性的影響
        3.3.1 實驗設置
        3.3.2 變組分樣品的XRD研究
        3.3.3 變組分樣品的表面形貌研究
        3.3.4 變組分樣品的PL譜研究
    3.4 PMOCVD對InAlGaN四元合金的生長
        3.4.1 PMOCVD介紹
        3.4.2 PMOCVD下InAlGaN樣品的表面形貌研究
        3.4.4 PMOCVD下InAlGaN的PL譜研究
    3.5 本章小結
第四章 InAlGaN復合勢壘異質結構的設計和生長
    4.1 前言
    4.2 復合勢壘層的結構設計思想
        4.2.1 結構設計
        4.2.2 一點討論
    4.3 InAlGaN/AlGaN/GaN復合勢壘層異質結的生長
        4.3.1 采用復合勢壘層樣品的XRD、AFM分析。
        4.3.2 位錯對發(fā)光特性的影響（PL）
        4.3.3 復合勢壘下樣品CV特性曲線研究
    4.4 AlGaN插入勢壘層厚度對復合勢壘異質結特性影響
        4.4.1 不同厚度AlGaN插入層的異質結在XRD下的分析
        4.4.2 Raman測試下的三種復合勢壘樣品分析
        4.4.3 AlGaN插入勢壘層厚度對異質結電學特性影響
    4.5 本章小結
第五章 結束語
參考文獻
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]第3代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況[J]. 于灝,蔡永香,卜雨洲,謝潛思.  新材料產(chǎn)業(yè). 2014(03)
[2]第3代半導體材料GaN基微波功率器件研究和應用進展[J]. 王麗,王翠梅.  新材料產(chǎn)業(yè). 2014(03)



本文編號：3160163