Si衬底上采用低温AlN插入层的GaN外延结构电学性分析

摘要

本文研究了以低温AlN插入层(LT-AlN)作为应力缓冲层于Si衬底上外延生长GaN的电学特性.采用霍尔效应测试在Si衬底上GaN样品中发现了一种反常的P型现象.这种现象主要是由于外延生长时Al原子扩散进Si衬底中并扮演受主杂质所引起的.同时,观察到LT-AlN插入层附近存在一个恒定的n型导电沟道,并在低温下(50K)引起该结构的导电类型转换.通过对比不同结构的外延层两端横向击穿测试,发现LT-AlN插入层引入的n型导电沟道会导致该材料结构的击穿电压下降.而针对该外延结构提高材料击穿电压比较有效的方法是提高顶层GaN的厚度.