极化诱导掺杂AlGaN薄膜PN结的机理和关键技术研究

项目名称： 极化诱导掺杂AlGaN薄膜PN结的机理和关键技术研究

项目编号： No.61204098

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 信息四处

项目作者： 李世彬

作者单位： 电子科技大学

项目金额： 28万元

中文摘要： III-氮化物半导体材料（GaN, AlN, InN）由于在光电子和高功率器件上具有广阔的应用前景而备受关注。然而，难以获得高浓度的p型掺杂已经成为制约器件性能提高的关键因素。众所周知，六方晶系的氮化物半导体材料内存在极强的极化电场。这种极化电场可以用于极化诱导掺杂，改进掺杂效率。本项目拟采用分子束外延技术（MBE）,在GaN模板上沿[0001]晶向方向生长Al组分线性渐变的AlGaN薄膜 PN结。利用氮化物半导体中的极化效应，在PN结中实现无掺杂元素的高载流子浓度极化掺杂。本项目研究的这种极化掺杂技术不仅能够解决p型掺杂效率低的问题，而且由于不需要掺杂元素，简化了制备工艺，极大地降低了成本。采用极化掺杂方法制备的AlGaN PN结可以用于紫外探测，LED发光，高温高压状况下工作的二极管开关及激光器等诸多领域。这项新颖的极化掺杂技术将为宽禁带氮化物半导体的工业化应用起到极大促进作用。

中文关键词： 极化；掺杂；AlGaN；PN结；

英文摘要： III-Nitride semiconductors (GaN, AlN, InN) have attracted a lot of interest for their applications in optoelectronic and high power devices. However, it is a key factor that the highly resistive p-type layers of nitrides have limited the performance of devices.It is well known that polarization is strong in wurtzite GaN.The polarization induces doping and enhance doping efficiency.In this work,the graded AlGaN thin film PN junction is grown along [0001] direction on GaN template using MBE technique.The polarization doping not only resolves p type doping efficiency issue of III-Nitrides, but also makes processing easy and low cost because no dopant is needed.The polarization doped AlGaN thin film PN junction is useful on UV detector, LED emitter, transistor works with high temperature and voltage and laser devices.This novel polarization doping technique potentially promote the industry application of III-Nitrides.

英文关键词： Polarization；Doping；AlGaN；PN Junction；