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氮化物双异质结材料优化生长及其载流子输运性质研究

【摘要】:近些年来,为了解决常规的单异质结构载流子限域性差、漏压较高时关断特性差、漏电严重的问题,发展了带有背势垒的氮化物HEMT。 本文重点围绕氮化物双异质结构的性能提升,深入研究了氮化物双异质结材料的生长、结构优化和输运特性。科研成果分为以下四个部分: 1、通过理论计算求解薛定谔/泊松方程,得到了六种双异质结构材料的能带结构和载流子分布,并分析了这六种结构的机理及其优缺点。 2、针对AlGaN/GaN/AlGaN/GaN,重点分析研究了GaN沟道层厚度对材料电子输运、表面形貌的影响规律,在国际上首次发现了在不同温度下使二维电子气迁移率达到最大存在一个最佳的GaN沟道层厚度,并给出了合理的物理解释。 3、将AlGaN沟道的高击穿场强与双异质结构的优势结合,优化生长出AlGaN沟道的Al0.4Ga0.6N/Al0.1Ga0.9N/Al0.18Ga0.82N/GaN材料,并与GaN沟道Al0.4Ga0.6N/GaN/Al0.18Ga0.82N/GaN材料进行对比研究。 4、成功设计并生长了InAlN/GaN/AlGaN/GaN材料,该材料具有优异的高温载流子输运特性。

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