[名詞] 氮化鎵|GaN
上傳人:ledth 上傳時間: 2005-12-16 瀏覽次數(shù): 192 |
這是一種具有較大禁帶寬度的半導(dǎo)體,屬于所謂寬禁帶半導(dǎo)體之列。它是微波功率晶體管的優(yōu)良材料,也是藍色光發(fā)光器件中的一種具有重要應(yīng)用價值的半導(dǎo)體。
GaN材料的研究與應(yīng)用是目前全球半導(dǎo)體研究的前沿和熱點,是研制微電子器件、光電子器件的新型半導(dǎo)體材料,并與SIC、金剛石等半導(dǎo)體材料一起,被譽為是繼第一代Ge、Si半導(dǎo)體材料、第二代GaAs、InP化合物半導(dǎo)體材料之后的第三代半導(dǎo)體材料。它具有寬的直接帶隙、強的原子鍵、高的熱導(dǎo)率、化學(xué)穩(wěn)定性好(幾乎不被任何酸腐蝕)等性質(zhì)和強的抗輻照能力,在光電子、高溫大功率器件和高頻微波器件應(yīng)用方面有著廣闊的前景。
總述
GaN是極穩(wěn)定的化合物,又是堅硬的高熔點材料,熔點約為1700℃,GaN具有高的電離度,在Ⅲ—Ⅴ族化合物中是最高的(0.5或0.43)。在大氣壓力下,GaN晶體一般是六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)。它在一個元胞中有4個原子,原子體積大約為GaAs的一半。因為其硬度高,又是一種良好的涂層保護材料。
化學(xué)特性
在室溫下,GaN不溶于水、酸和堿,而在熱的堿溶液中以非常緩慢的速度溶解。NaOH、H2SO4和H3PO4能較快地腐蝕質(zhì)量差的GaN,可用于這些質(zhì)量不高的GaN晶體的缺陷檢測。GaN在HCL或H2氣下,在高溫下呈現(xiàn)不穩(wěn)定特性,而在N2氣下最為穩(wěn)定。
電學(xué)特性
GaN的電學(xué)特性是影響器件的主要因素。未有意摻雜的GaN在各種情況下都呈n型,最好的樣品的電子濃度約為4×1016/cm3。一般情況下所制備的P型樣品,都是高補償?shù)摹?/p>
很多研究小組都從事過這方面的研究工作,其中中村報道了GaN最高遷移率數(shù)據(jù)在室溫和液氮溫度下分別為 μn=600cm2/v·s和μn= 1500cm2/v·s,相應(yīng)的載流子濃度為n=4×1016/cm3和n=8×1015/cm3。近年報道的MOCVD沉積GaN層的電子濃度數(shù)值為4 ×1016/cm3、<1016/cm3;等離子激活MBE的結(jié)果為8×103/cm3、<1017/cm3。
未摻雜載流子濃度可控制在1014~1020/cm3范圍。另外,通過P型摻雜工藝和Mg的低能電子束輻照或熱退火處理,已能將摻雜濃度控制在1011~1020/cm3范圍。
光學(xué)特性
人們關(guān)注的GaN的特性,旨在它在藍光和紫光發(fā)射器件上的應(yīng)用。Maruska和Tietjen首先精確地測量了GaN直接隙能量為3.39eV。幾個小組研究了GaN帶隙與溫度的依賴關(guān)系,Pankove等人估算了一個帶隙溫度系數(shù)的經(jīng)驗公式:dE/dT=-6.0×10-4eV/k。 Monemar測定了基本的帶隙為3.503eV±0.0005eV,在1.6kT為Eg=3.503+(5.08×10-4T2)/(T-996) eV。
另外,還有不少人研究GaN的光學(xué)特性。
用戶名: 密碼: