近日，北京大學(xué)與中鎵半導(dǎo)體、波蘭國家高壓實(shí)驗(yàn)室開展了合作，使用乙烯氣源制備出了世界最高電阻率的半絕緣GaN自支撐襯底。
實(shí)驗(yàn)使用乙烯氣源制備了半絕緣GaN襯底，并對制備得到的GaN材料進(jìn)行了表征，證明了乙烯氣源的摻雜效率比傳統(tǒng)甲烷氣源高40倍。在相同測試溫度下比較了現(xiàn)有報(bào)道的半絕緣襯底參數(shù)，使用乙烯制備的其中一個(gè)半絕緣氮化鎵樣品達(dá)到了目前報(bào)道的最高GaN體電阻率。
近年來，半絕緣SiC襯底上外延生長的GaN高遷移率晶體管(GaN-on-SiC HEMTs)已廣泛應(yīng)用于微波射頻領(lǐng)域的功率放大器電路中，然而由于GaN和SiC晶體之間的晶格失配和熱失配，導(dǎo)致GaN外延層中位錯(cuò)密度難以降低，并且需要在界面生長緩沖層以調(diào)控應(yīng)力。
基于半絕緣GaN自支撐襯底的GaN高遷移率晶體管(GaN-on-GaN HEMTs)可避免襯底和外延層的熱失配和晶格失配，簡化外延層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并且由于GaN-on-GaN外延層較一般GaN-on-SiC外延層的位錯(cuò)密度低3個(gè)數(shù)量級以上，可使二維電子氣(2DEG)溝道處的晶格質(zhì)量得到極大提高，進(jìn)一步提高同等條件下二維電子氣的遷移率。
