【摘 要】
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宽禁带GaN基半导体材料由于其独特的物理和化学性质，特别适合制备高温、高频、大功率高性能微波功率器件。GaN基HEMT是目前国际上的研究热点。但是由于MOCVD和MBE生长的GaN材
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宽禁带GaN基半导体材料由于其独特的物理和化学性质，特别适合制备高温、高频、大功率高性能微波功率器件。GaN基HEMT是目前国际上的研究热点。但是由于MOCVD和MBE生长的GaN材料一般具有非常高的背景载流子浓度，以及在高温、高频条件下2DEG的向缓冲层泄漏等原因，很容易造成缓冲层的漏电。 本文针对GaN基HEMT的缓冲层漏电问题，围绕高阻GaN材料的生长，以及结构设计等方面作了一些工作。完成的主要工作如下: (1)利用MOCVD生长技术，通过C掺杂在c面蓝宝石衬底上制备出电阻高达1011Ω/sq的GaN样品。研究了生长温度、Ⅴ/Ⅲ比、生长压力对于C掺杂及晶格质量的影响。我们发现低的生长温度、高的Ⅴ/Ⅲ比、低的生长压力有利于C的并入。并在此基础上，提出GaN材料中C杂质的两种并入机理:GaN生长表面C的移除机理和刃位错应力场引入机理。 (2)研究了通过InGaN的周期性生长和退火过程，在GaN材料中引入In空位，获得高阻材料的方法。并研究了退火温度对于In空位的产生和高阻材料的获得的影响。我们发现随着退火温度的升高，材料中In原子减小，电阻增大。 (3)针对高温、高频条件下，2DEG向缓冲层泄漏的问题。通过求解一维薛定谔-泊松方程，通过结构设计，提高2DEG限域性，减少2DEG向缓冲层泄漏。研究了InGaN及InGaN量子阱作为背势垒时，沟道层厚度、In组分、InGaN厚度对背势垒高度等的影响。研究了InGaN沟道层对2DEG的限制作用。并在此基础上，提出引入极薄的InN作为沟道层，提高2DEG的限域性。
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