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石墨烯辅助分子束外延生长氮化铝用于氮化铝镓深紫外发光二极管
摘要： 我们报道了采用等离子体辅助分子束外延技术在石墨烯上直接实现高质量单晶氮化铝的范德华外延生长，以及氮化铝镓隧道结深紫外发光二极管的制备。研究发现衬底/模板对石墨烯下方初始氮化铝成核过程起关键调控作用。原位反射高能电子衍射与详细的扫描透射电子显微镜研究表明，氮化铝外延层与下方模板存在外延匹配关系。进一步研究证实，氮化铝在石墨烯上生长时与下方模板形成大规模平行外延关系，这源于氮化铝表面强静电势驱动。通过展示工作波长260纳米、未封装器件最大外量子效率达4%的氮化铝镓深紫外发光二极管，进一步验证了范德华外延生长高质量氮化铝的可行性。本研究为超宽带隙半导体的范德华外延提供了可行路径，为此前难以实现的高性能深紫外光子与光电器件开辟了新途径。
关键词： 氮化铝镓（AlGaN）、氮化铝（AlN）、分子束外延（MBE）、深紫外（DUV）、发光二极管（LEDs）、范德华外延（VdWE）
更新于2025-09-23 15:21:01
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AlGaN上SiO?和SiN?的等离子体增强化学气相沉积：带偏移及界面研究随铝组分的变化
摘要： 在本研究中，作者表征了等离子体增强化学气相沉积（PECVD）电介质SiO?和SiNx与AlGaN的界面特性随铝组分的变化关系。研究发现：对于所有铝组分，SiO?均呈现I型跨立能带排列（导带和价带偏移均为正值）。但界面费米能级被钉扎在禁带中，表明存在大量界面态。因此SiO?适合作为AlGaN的绝缘层或电隔离层（击穿场强介于4.5-6.5 MV/cm之间），但在富铝AlGaN上使用时需在SiO?与AlGaN间增设钝化中间层。相比之下，富硅PECVD SiNx在铝组分<40%时呈现II型交错能带排列（导带偏移为正/价带偏移为负），在铝组分>40%时则转为I型跨立能带排列（导带和价带偏移均为负值），故通常不适合作为富铝AlGaN的绝缘层或电隔离层。与钝化的化学计量比LPCVD Si?N?不同，在AlGaN上沉积SiNx未观察到界面态减少的证据。
关键词： 等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、带阶、二氧化硅（SiO?）、氮化铝镓（AlGaN）、界面研究、铝组分、氮化硅（SiNx）
更新于2025-09-09 09:28:46
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硅基AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中的垂直电流传输：实验研究与解析模型
摘要： 我们研究了在6英寸硅片上金属有机化学气相沉积生长的碳（C）掺杂AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs）中的垂直漏电机制。通过衬底偏压极性相关的I-V特性、温度依赖性拟合以及能带图分析，发现这些器件在4微米缓冲层下击穿电压高达580V时，其垂直传输遵循泊松-弗伦克尔（P-F）型导电机制。根据P-F拟合估算出0.61eV的陷阱激活能，该数值与文献报道值高度吻合。我们提出更高位错密度会导致缓冲层中形成更浅的陷阱，并据此建立了位错介导垂直漏电的解析模型。预测了给定电场下漏电流随位错密度的变化规律，发现在约10^7至10^9 cm^-2的位错密度范围内变化最为剧烈。这可能源于该位错密度区间内陷阱激活能的急剧下降，推测是点缺陷与位错形成复合物所致。
关键词： 高电子迁移率晶体管（HEMT）、垂直漏电、泊松-弗伦克尔（P-F）效应、二维电子气、跳跃传导、氮化铝镓（AlGaN）
更新于2025-09-09 09:28:46