GaN-MOCVD系统反应室流场的数值仿真

针对某高校自主研发的120型GaN-MOCVD系统反应室的流场,进行了计算流体力学(CFD)数值模拟.在模拟过程中,讨论分析了运行参数和反应室结构尺寸的变化对反应室内流场、压力场和温度场的影响及对工艺条件的优化.模拟结果表明,数值仿真对MOCVD设备的结构设计及调试运行具有重要的指导和辅助作用.     

异质外延GaN中穿透位错对材料发光效率的影响

用阴极射线致发光(CL)法、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)法研究了异质外延GaN材料的发光性质与结构特性的关系.结果表明,GaN外延层中的穿透位错是材料有效的非辐射复合中心,但GaN的CL带边峰强度并不随位错密度的增加而减少.两步法生长GaN形成的马赛克结构的亚晶粒尺寸和晶粒间合并产生的位错的弯曲程度是影响材料发光效率的关键.     

p-GaN ICP刻蚀损伤研究

运用Cl2/N2等离子体系统,系统研究了ICP刻蚀中ICP功率、RF功率、反应室压力和Cl2百分比对p型GaN材料的物理表面形貌和欧姆接触特性的影响.原子力显微镜显示,在文中所用的刻蚀条件范围内,刻蚀并没有引起表面形貌较大的变化,刻蚀表面的均方根粗糙度在1.2nm以下.结果还显示,已刻蚀p-GaN材料的电特性与物理表面形貌没有直观联系,刻蚀后欧姆接触特性变差更多地是因为刻蚀中浅施主能级的引入,使表面附近空穴浓度降低所致.     

P-GaN ICP刻蚀损伤研究

运用Cl2/N2等离子体系统,系统研究了ICP刻蚀中ICP功率、RF功率、反应室压力和Cl2百分比对p型GaN材料的物理表面形貌和欧姆接触特性的影响.原子力显微镜显示,在文中所用的刻蚀条件范围内,刻蚀并没有引起表面形貌较大的变化,刻蚀表面的均方根粗糙度在1.2nm以下.结果还显示,已刻蚀p-GaN材料的电特性与物理表面形貌没有直观联系,刻蚀后欧姆接触特性变差更多地是因为刻蚀中浅施主能级的引入,使表面附近空穴浓度降低所致.     

基于AlGaN/GaN HEMT的源漏整体刻蚀欧姆接触结构

研究了源漏整体刻蚀欧姆接触结构对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的欧姆接触电阻和金属电极表面形貌的影响.利用传输线模型(TLM)对样品的电学性能进行测试,使用原子力显微镜(AFM)对样品的表面形貌进行表征,通过透射电子显微镜(TEM)和X射线能谱仪(EDS)对样品的剖面微结构和界面反应进行表征与分析.实验结果显示,采用Ti/Al/Ni/Au(20 nm/120 nm/45 nm/55 nm)金属和源漏整体刻蚀欧姆接触结构,在合金温度870 c℃,升温20 s,退火50 s条件下,欧姆接触电阻最低为0.13 Ω·mm,方块电阻为363.14 Ω/□,比接触电阻率为4.54×10-7Ω·cm2,形成了良好的欧姆接触,降低了器件的导通电阻.     

AlGaN/GaN异质结辐射感生界面态电荷对二维电子气输运的影响

根据荷电中心与自由载流子间的库仑散射作用,给出了异质结辐射感生界面态电荷对二维电子气(2DEG)迁移率的散射模型.计算了在不同沟道电子面密度下,界面态电荷密度与其所限制的迁移率之间的关系.运用马德森定则分析了辐射感生界面态电荷散射对总迁移率的影响.分析表明,辐射感生界面态电荷在累积到一定量后,会显著影响迁移率,一定程度上提高2DEG密度能抑制界面态电荷散射的作用     

AlGaN/GaN异质结辐射感生界面态电荷对二维电子气输运的影响

根据荷电中心与自由载流子间的库仑散射作用,给出了异质结辐射感生界面态电荷对二维电子气(2DEG)迁移率的散射模型.计算了在不同沟道电子面密度下,界面态电荷密度与其所限制的迁移率之间的关系.运用马德森定则分析了辐射感生界面态电荷散射对总迁移率的影响.分析表明,辐射感生界面态电荷在累积到一定量后,会显著影响迁移率,一定程度上提高2DEG密度能抑制界面态电荷散射的作用.     

GaAs PHEMT器件的退化特性及可靠性表征方法

测量了应力前后GaAs PHEMT器件电特性的退化,指出了GaAs PHEMT阈值电压的退化由两个原因引起.栅极下AlGaAs层深能级的空穴积累可以解释阈值电压漂移中暂时性的、可恢复的那部分,积累在栅金属与半导体之间界面层的空穴可以解释阈值电压漂移中永久性的漂移.空穴积累来源于场助作用下电子的退陷和沟道中碰撞电离产生的空穴向栅极流动时被俘获.对高场下碰撞电离率的实验曲线进行拟合,得到碰撞电离率与器件沟道电场峰值的量化关系,可以对GaAs PHEMT器件的电性能和可靠性进行评估.     

表面粗化提高绿光LED的光提取效率

介绍了通过出光表面粗化减少全反射的方法。理论计算了以腐蚀坑为三角坑的最优尺寸。实验使用熔融KOH腐蚀绿光LED外延片获得预计的粗糙形貌,再通过常规工艺制成器件,结果给出不同表面做成器件的光强。实验证明经过表面粗化处理的器件,外量子效率提高了约25.7%。     

AlN缓冲层对AlGaN表面形貌的影响

使用扫描电子显微镜、高分辨率X射线衍射、Raman散射、原子力显微镜、透射电镜等测试手段,对高铝组分的AlGaN样品表面形貌的形成原因进行研究。结果表明,AlN缓冲层的晶体质量,对后续外延层的结晶质量具有重要的影响,这也解释了AlGaN表面形貌的形成。