| 背势垒对InAlN/GaN异质结构中二维电子气的影响 |
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| 作者姓名： | 甘天胜 李毅 刘斌 孔月婵 陈敦军 谢自力 修向前 陈鹏 陈辰 韩平 张荣 |
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| 作者单位： | 南京大学电子科学与工程学院;南京电子器件研究所微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室; |
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| 基金项目： | 国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2011CB301900,2012CB619304);国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2011AA03A103);国家自然科学基金资助项目(60990311,61274003,61176063);新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-11-0229);江苏省自然科学基金资助项目(BK2011010,BY201377,BK2010385,BE2011132);重点实验室基金资助项目(9140C140102120C14);江苏省高校优势学科建设工程资助项目 |
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| 摘 要： | 利用有效质量理论自洽求解Poisson和Schrdinger方程理论研究了背势垒插入层对InAlN/GaN晶格匹配异质结构的电学性能的影响。研究表明,对于In0.17Al0.83N/AlN/GaN的异质结构,AlN的临界厚度为2.43 nm。此时,异质结中二维电子气(2DEG)浓度达到2.49×1013 cm-2,且不随势垒层厚度的变化而变化。重点模拟研究了具有背势垒的InAlN/AlN/GaN/AlGaN/GaN和InAlN/AlN/GaN/InGaN/GaN两种结构的能带结构和2DEG的分布情况。理论结果表明,采用AlGaN背势垒结构时,对于AlGaN的任意Al组分,GaN沟道层导带底能量均被抬升,增强了AlN/GaN三角势阱对2DEG的限制作用,提高了电子迁移率。采用InGaN/GaN作为背势垒结构,当InGaN厚度为2或3 nm时,三角势阱中的2DEG随InGaN中In组分的增加先升高后降低,这主要是由于GaN/InGaN界面处产生的正极化电荷的影响,引起电子在AlN/GaN三角势阱和InGaN/GaN势阱之间的分布变化。
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| 关 键 词： | InAlN/GaN异质结构 背势垒插入层 二维电子气(DEG) 能带结构 电子迁移率 |
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