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ZnO因具有超高击穿电压、高饱和电子迁移速率、较宽的禁带宽度等一系列优越电子性能,在半导体材料研究中受到了广泛的关注,是继氮化物研究之后进一步研制高功率、高频率和高温微电子器件的首选优越材料。压电极化效应和自发极化效应共同作用产生的极化电场,使得在ZnO异质结界面处感应出具有较高面密度的界面极化电荷,这些感应出来的极化电荷能调控异质结构的能带,进而影响电子结构与器件的相关性能。调制掺杂和空间层的引入使电子和散射中心在空间上分离,从而可以有效提高ZnO沟道层中二维电子气(2DEG)的浓度和迁移率。虽然目前在实验方面已有ZnMgO/ZnO异质结2DEG的相关报道,但是在理论模拟方面的研究却较少,尤其是弛豫应变和调制掺杂对2DEG的影响,这影响了人们对ZnMgO/ZnO异质结2DEG的认识及相关电子器件的研发。本文着重从解决以上两大难点入手,分析了调制掺杂和应变弛豫对ZnMgO/ZnO异质结构界面处2DEG的分布、面密度、能带结构等性质的影响并做出了深入研究,主要研究结论如下:1.以调制掺杂的ZnMgO/ZnO异质结构模型为基础,通过自洽求解一维泊松方程、薛定谔方程的形式,研究掺杂浓度、空间层厚度对ZnMgO/ZnO异质结界面处二维电子气面密度、2DEG的分布等性能的影响。结果表明:在ZnO沟道中的2DEG,其主要来源于掺杂层转移的电子和极化效应诱生的电子,通过合理改变空间层厚度和掺杂浓度能有效地调控异质结界面附近中的2DEG。2.基于未掺杂ZnMgO/ZnO异质结构模型,从压电极化效应对应变弛豫度的依赖关系出发,利用自洽求解一维泊松方程和薛定谔方程的方式,研究了ZnMgO势垒层的厚度、Mg组分和应变弛豫度对ZnMgO/ZnO异质界面处2DEG的分布、二维电子气面密度等性质的影响,并结合极化和能带偏移对计算结果进行了分析讨论。结果表明通过改变Mg组分和应变弛豫度可以调节异质界面两边极化强度的不连续性,从而更加有效地调控异质结中的2DEG。