因?yàn)镚aN是寬禁帶半導(dǎo)體,極性太大,則較難以通過(guò)高摻雜來(lái)獲得較好的金屬-半導(dǎo)體的歐姆接觸,這是GaN器件制造中的一個(gè)難題,故GaN器件性能的好壞往往與歐姆接觸的制作結(jié)果有關(guān)。現(xiàn)在比較好的一種解決辦法就是采用異質(zhì)結(jié),首先讓禁帶寬度逐漸過(guò)渡到較小一些,然后再采用高摻雜來(lái)實(shí)現(xiàn)歐姆接觸,但這種工藝較復(fù)雜??傊瑲W姆接觸是GaN器件制造中需要很好解決的一個(gè)主要問(wèn)題。
利用氮化鋁陶瓷具有較高的室溫和高溫強(qiáng)度,膨脹系數(shù)小,導(dǎo)熱性好的特性,可以用作高溫結(jié)構(gòu)件熱交換器材料等。
利用氮化鋁陶瓷能耐鐵、鋁等金屬和合金的溶蝕性能,可用作Al、Cu、Ag、Pb等金屬熔煉的坩堝和澆鑄模具材料
新型電子器件
GaN材料系列具有低的熱產(chǎn)生率和高的擊穿電場(chǎng),是研制高溫大功率電子器件和高頻微波器件的重要材料。目前,隨著 MBE技術(shù)在GaN材料應(yīng)用中的進(jìn)展和關(guān)鍵薄膜生長(zhǎng)技術(shù)的突破,成功地生長(zhǎng)出了GaN多種異質(zhì)結(jié)構(gòu)。用GaN材料制備出了金屬場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MESFET)、異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(HFET)、調(diào)制摻雜場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MODFET)等新型器件。調(diào)制摻雜的AlGaN/GaN結(jié)構(gòu)具有高的電子遷移率(2000cm2/v·s)、高的飽和速度(1×107cm/s)、較低的介電常數(shù),是制作微波器件的優(yōu)先材料;GaN較寬的禁帶寬度(3.4eV) 及藍(lán)寶石等材料作襯底,散熱性能好,有利于器件在大功率條件下工作。
電學(xué)特性
GaN的電學(xué)特性是影響器件的主要因素。未有意摻雜的GaN在各種情況下都呈n型,的樣品的電子濃度約為4×1016/cm3。一般情況下所制備的P型樣品,都是高補(bǔ)償?shù)摹?br/>很多研究小組都從事過(guò)這方面的研究工作,其中中村報(bào)道了GaN遷移率數(shù)據(jù)在室溫和液氮溫度別為μn=600cm2/v·s和μn= 1500cm2/v·s,相應(yīng)的載流子濃度為n=4×1016/cm3和n=8×1015/cm3。近年報(bào)道的MOCVD沉積GaN層的電子濃度數(shù)值為4 ×1016/cm3、<1016/cm3;等離子激活MBE的結(jié)果為8×103/cm3、<1017/cm3。
未摻雜載流子濃度可控制在1014~1020/cm3范圍。另外,通過(guò)P型摻雜工藝和Mg的低能電子束輻照或熱退火處理,已能將摻雜濃度控制在1011~1020/cm3范圍。
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