Ga2O3宽禁带半导体研究进展

来源 :第一届全国宽禁带半导体学术及应用技术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Kfreshman
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  Ga2O3是一种新型的宽禁带半导体材料,拥有超大的带隙(~4.9 eV)、较大的击穿场强(~8 MV/cm)及较高的巴利加优值,在日盲光电探测、场效应晶体管、电子自旋存储、LED、紫外光透明导电电极、气敏、阻变等领域具有巨大的应用前景,正在形成研究热点.近两三年,我们在Ga2O3薄膜生长、物性研究及器件方面做了一些工作[1-8],望借此机会与大家交流.利用激光分子束外延(LMBE)技术在蓝宝石衬底上生长并获得了沿(-201)择优生长的高质量β-Ga2O3外延薄膜,同时开展了其在以下几个方面的应用研究:1)、通过O2气氛原位退火有效地减少了Ga2O3薄膜内的氧空位,使其与Au/Ti电极形成肖特基接触,制备了具有更快响应速度、更高光暗比的Ga2O3基日盲光电探测器;2)、利用高温下交替沉积Ga2O3及过渡金属(Mn或Cr)薄层,分别获得了均匀高掺杂的β相Ga2O3:Mn外延薄膜及具有磁各向异性的Ga2O3:Cr纳米蠕虫薄膜结构,并对其磁性起源做了讨论;3)、研究了稀土掺杂Ga2O3在近红外宽谱激光或光电放大器等多功能光电材料中的潜在应用;4)、在真空低温条件下获得非晶非化学计量比的氧化镓薄膜,报道了氧化镓薄膜的单极型阻变行为,同时发现并研究了氧化镓薄膜的反常双极型阻变特性,探索Ga2O3在阻变存储器方面的应用.
其他文献
硅衬底上AlGaN/GaN高电子迁移率场效应晶体管(HEMTs)在高压功率开关等器件有着广泛的应用前景.由于功率开关器件工作状态是在高压下,因此在高电场下的电子输运性质对器件的性能至关重要.然而,实际测量GaN基材料中电子的饱和漂移速度比理论计算值低很多,其中一个很重要的原因就是由于热声子效应导致的较低的电子能量弛豫率.因此,如何减弱热声子效应进而提高电子的漂移速度是关键.在这篇报道中,系统地研究
采用物理气相传输法,通过调节SiC生长过程中通入生长腔的N2流量(N2/(N2+Ar)-0~10%),改变晶体生长前沿的N分压,获得了不同掺N浓度的SiC单晶.采用二次离子质谱法对其N掺入量进行测试,得出了掺N浓度与生长气氛中N分压的关系.利用霍尔测试仪及非接触电阻率测试仪对其迁移率、电阻率等电学性质进行了测量.根据不同掺N浓度下,沿生长方向晶体电阻率均匀性,估计生长系统中背景N杂质含量在10 1
氧化锌等宽禁带半导体材料,经过掺杂可实现自旋特性与电荷特性的结合,可在高密度非易失性存储器、磁感应器、半导体集成电路、光隔离器件和半导体激光器集成电路以及量子计算机等领域有巨大的应用潜力.为便于实际应用,材料的居里温度须高于室温.目前已有许多研究报导了过渡族元素掺杂氧化锌具有室温铁磁性,但对于其磁性的来源依然存在争议,更有研究认为磁性来自于掺杂剂形成的磁性单质或第二相.因铜及其氧化物都不具有磁性,
与第一代和第二代半导体材料相比,氮化镓(GaN)具有更宽的禁带宽度、更高的临界击穿电场强度以及更高的电子迁移率.由于Ⅲ-Ⅴ族氮化物材料的极化效应,在AlGaN/GaN异质结界面处可形成高浓度、高迁移率的二维电子气.总之基于AlGaN/GaN的电力电子器件具有高击穿电压、低导通电阻、低开关损耗、耐高温等显著优势,成为近年来电力电子领域研究的热点.目前GaN基电力电子器件的研究取得了很大进展,器件的击
目前,AlGaN/GaN HEMT作为大功率器件,其功率特性一直是研究的重点.而击穿电压是制约AlGaN/GaN HEMT在高功率高耐压电路应用中的关键参数.RESURF技术首次被Shreepad Karmalkar等人引入GaN HEMT器件,通过对器件的缓冲层进行掺杂,缓冲层和沟道互相耗尽,从而提高了器件的击穿电压.但是GaN掺杂一直是一个难题,这一技术并未得到普遍使用.Yasuhiro Ue
近年来,随着科学界和工业界不断增强对宽禁带半导体氮化物材料和器件特性研究的科研投入,基于宽禁带半导体氮化物的半导体激光器和LED等光电子器件发展迅速,并以其优异的发光特性迅速填补了光电子器件在蓝光领域的空白,2014度的三位诺贝尔获奖者也正是因为在此领域中的突出贡献而获奖.研究并进一步促进基于氮化物的半导体激光器和LED等光电子器件的实际应用对中国科技发展和经济建设都具有重要意义.氮化物脉冲激光器
氮化镓基微米LED的尺寸(比如40μm直径/长宽)比普通照明用的LED尺寸小,从而具有一些特殊的发光性质,包括局域化发光、均匀的电流扩展、良好的热扩散效应、可支撑极高电流密度、高光输出功率密度、和快速光电调制带宽等.因此,微米LED在近期展示出巨大的应用前景,包括全色高亮度自发光微显示、针状微米LED应用于光遗传学、10Gb/s高速可见光通讯、微米LED直写微纳米结构、和交流电固态照明等.本工作研
稀磁半导体材料是在半导体材料掺入少量的磁性离子,从而使半导体材料去有磁性,稀磁半导体由于具有磁性、磁光和磁输运等新的物理效应,可以制成各种新型的功能器件,如稀磁半导体超晶格和量子肼、高密度非易失性存储器、磁感应器件、光隔离器件、半导体激光器集成电路及量子计算机等.因此,稀磁半导体材料制成的电子自旋器件有广阔的应用前景.采用Ni离子注入MOCVD方法外延生长p-GaN。Ni离子注入能量为150keV
GaN基半导体材料在紫外/蓝光/绿光发光二极管、激光器、探测器,以及高频高温大功率电子器件等方面有着重要而广泛的应用.目前,高质量的GaN材料通常由MOCVD和MBE在高温条件下进行生长,本文依托RF-MBE提出了两种非高温的方式来增加原子的表面迁移能力,为进而实现高质量GaN的低温生长提供可能的途径的离子。本文研究了在低温生长时,离子轰击对材料质量的影响,样品D在生长过程中将氮等离子体源出口处的
GaAs是一种直接禁带半导体材料,有较大的禁带宽度(1.4eV),相比于硅有更高的迁移率(8500cm2/(V·s)at300K),更高的饱和漂移速度(2.1*107cm/s)和更小的电子有效质量(0.068m0),所以经常被用于红外探测器、发光二极管,微波器件、高速器件等研究领域.对于GaAs材料的关注历来已久,GaAs半导体纳米线的生长工作也越来越受到重视,进来Trukhin等人利用GaAs纳