影響GaAs PHEMT結構材料電學特性的因素研究.pdf

1、二維電子氣(2DEG)電子遷移率(μn)和電子面密度(ns)是影響GaAs PHEMT 結構材料特性的兩個重要因素。研究影響μn和ns的主要因素對制備高μn×ns 參數值的GaAs PHEMT結構材料具有十分重要的意義。 本文設計并采用優(yōu)化的MBE工藝制備了GaAs PHEMT結構材料，運用非接觸霍爾、霍爾、X射線雙晶衍射等測試方法研究了影響μn和ns的主要因素，優(yōu)化了GaAs PHEMT材料結構，使其μn×ns達到了2.52×

2、1016/V·s。 具體內容如下：1.制備了勢壘層摻雜濃度從4×1012cm-2到5.8×1012cm-2的不同單平面摻雜GaAs PHEMT結構材料樣品。在室溫條件下，利用非接觸霍爾測試儀對樣品進行了測試。發(fā)現隨著平面摻雜濃度從4×1012cm-2 增大到4.4×1012cm-2，ns 有較大幅度的上升，當摻雜濃度進一步增大時，ns的變化不大，μn 明顯下降。制備了勢壘層厚度從195? 到345?的不同樣品，研究了勢壘層厚

3、度對ns 影響，發(fā)現隨著勢壘層厚度的增加，ns 也隨之增大，且增大的幅度逐漸變緩。 2.分別制備了雙平面摻雜結構和單平面摻雜結構的GaAs PHEMT 結構材料。在室溫條件下，利用非接觸霍爾測試儀對樣品進行了測試。實驗結果表明雙平面摻雜樣品的μn 要小于單平面摻雜樣品，這是由于雙平面摻雜增大了溝道散射；但雙平面摻雜樣品的ns 遠高于單平面摻雜樣品。 3.研究了摻雜層及隔離層Al組分對μn和ns的影響。發(fā)現隨著Al組分的增

4、加，ns 增加，μn 變小。這是由于異質界面導帶不連續(xù)性增大，同時晶格失配變大，界面粗糙散射增強造成的。 4.研究了隔離層厚度對μn和ns的影響。結果表明隔離層厚度對μn和ns的影響是相反的。隔離層越厚，自由電子向溝道內的轉移率越低，導致ns 降低，但同時減小了電離雜質散射，使得μn 上升。在本文研究范圍內，隔離層厚度為4.2 nm時，μn×ns 值最好。 5.研究了溝道層In組分對μn和ns的影響。發(fā)現增大溝道In組分