离子注入GaN绝缘衬底上外延生长AlGaN/AlN/GaN高电子迁移率晶体管

Ⅲ-N高电子迁移率晶体管(HEMT)在高频、高温和大功率领域有十分广阔的应用前景。HEMT需要生长在绝缘衬底上以避免漏电。本课题分别用离子注入和分子束外延过渡金属掺杂方法制备GaN绝缘外延层，通过对比，深入研究实现绝缘掺杂的工艺条件和绝缘机制，提高绝缘层热稳定性能。在此基础上，采用Ga面极性生长、超晶格缓释应力和抑制穿透位错、GaN高温二维平面生长、间歇式脉冲原子沉积和表面电子迁移增强沉积等独特技术在蓝宝石衬底上制备具有国际先进水平的AlGaN/AlN/GaN HEMT：电子迁移率≥1500cm2/Vs，二维电子气密度≥1.5E13cm-2，两者乘积≥2E16/Vs。课题中离子注入GaN绝缘技术、AlGaN/AlN/GaN异质结理论设计和材料生长工艺、AlN势垒层的引入及其厚度对HEMT性能指标的影响、AlGaN/AlN/GaN异质结界面性质等研究可望产生独有的专利技术和高水平的研究论文。