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高阻缓冲层与高迁移率GaN基HEMT材料生长研究

高阻缓冲层与高迁移率GaN基HEMT材料生长研究

摘要：

研究了高阻缓冲层与高迁移率GaN基HEMT材料的生长过程和性质。

在生长高阻缓冲层的过程中，采用了MOCVD技术，制备了良好的高质量

高阻缓冲层。通过SEM和光反射率测量分析了高阻缓冲层的表面形貌和

光学性质。同时，在高迁移率GaN基HEMT材料的生长过程中，采用了

MOCVD技术生长出了高质量的GaN基HEMT薄膜。对薄膜进行了X射

线衍射和光反射率测量，分析了薄膜的晶体结构和优良的光学性质。研

究表明，所制备的高阻缓冲层和高迁移率GaN基HEMT材料具有优良的

性能和生长技术，有着广泛的研究与应用前景。

1.引言

GaN材料被广泛应用于高亮度LED、高功率电子器件、激光器和光

电子显示等领域。其中，高迁移率GaN基HEMT材料是一种典型的III-V

族GaN基中电子迁移率高的电荷传输材料，具有快速开关速度、低噪声

系数、高增益和温度稳定性等特点，成为高集成度微波电子学和功率电

子器件领域发展的重点研究对象。

而在高迁移率GaN基HEMT材料的生长过程中，高阻缓冲层的设计

对其性能起着非常重要的作用，它不仅能够有效抑制晶格失调和防止位

错的形成，还可以提高材料的质量和晶体的品质，同时保证器件的整体

性能和长寿命。

2.实验方法

2.1高阻缓冲层的生长

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术，气源为三乙基氧羰基铝

(TEAl)、三乙基氧羰铝(NAlEt3)、三乙基氮化铝(TEAlN)和VIII族混合气

体(N2/H2)。生长过程参数：沉积温度在580℃~640℃之间，铍掺杂浓度

为5×1019cm-3，生长时间为60min。

2.2高迁移率GaN基HEMT材料的生长

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术，气源为三甲基铝(Me3Al)、

三甲基钛(Me3Ti)、三乙基氮化铝(TEAlN)、硅衬底。生长过程参数：沉积

温度在600℃~650℃之间，厚度为1μm。

3.实验结果

3.1高阻缓冲层的表面形貌和光学性质

通过SEM观察了所制备高阻缓冲层的表面形貌，可见表层平整，均

匀致密，没有明显的晶粒颗粒，表面平坦度比较好。同时，采用光反射

率测量来观察高阻缓冲层的光学性质，可知高阻缓冲层的光学性质也比

较优良，其反射率在370nm~820nm之间，大于80%。

3.2高迁移率GaN基HEMT材料的晶体结构和光学性质

通过X射线衍射技术对高迁移率GaN基HEMT材料薄膜的晶体结构

进行了分析，可见其在(0002)晶面处的峰位强度较高，反映了其具有优

良的晶体质量。同时，采用光反射率测量来观察GaN基HEMT材料的光

学性质，其反射率在370nm~820nm之间，大于85%，表明其在宽波段

内具有很好的光学性能和透过性。

4.结论

综上所述，通过采用MOCVD技术制备了高质量的高阻缓冲层和高

迁移率GaN基HEMT材料，具有较好的表面形貌和光学性质。该研究结

果对于光电子器件、高功率电子器件、激光器和光电子显示等领域的发

展具有重大意义。