以有機金屬化學氣相沈積法成長磷化鎵銦/ 砷化鎵高電子遷移率電晶體之研究

Abstract

我們利用有機金屬化學氣相沈積法(MOCVD) 成功的地制造了磷化鎵銦/ 砷化鎵單一異 質接面高電子遷移率電晶體(HEMT)。我們之所以要選用磷化鎵銦來作為元件的材料而 不用一般的砷化鋁鎵，乃是考慮二個因素，第一：磷化鎵銦具有可忽略性的DXCenter 問題，所以比較起用砷化鋁鎵制成的元件，它具有：無起始電壓變化、無光的靈敏性 、無電流崩潰性等優點。第二：因為此種磷化鎵銦/ 砷化鎵異質接面具有較大的價帶 不連續性(ΔEv=0.285eV)，所以我們也嘗試製造P 通道的電晶體並且量得其電性。為 了證明異質接面有二維電子雲的存在，我們準備了一些樣本去做量子化霍爾效應分析 ，結果發現有Shubnikov-deHaas振盪現象，因此肯定了二維電子雲存在於異質接面中 ，而且利用這種分析方法可以很準確求出二維電子雲的濃度。在本論文中，我們仔細 描述了元件的製造方法並且測量其一般電性，其中包括異質接面二維電子雲之電子遷 移率、二維平面載子濃度、元件之起始電壓、汲極電流對汲極與閘極電壓的關係和元 件的電導。N 通道元件閘極長為一微米寬為四十徽米的元件具有66.5mS/mm 的異質電 導及255.94mS/mm 的本質電導。為了掌握元件的功能，必須對元件的源極與汲極電阻 進行探討，因這將影響元件的電流與電導特性，本文中我們提出二種測量源極與汲極 電阻的方法並加以分析。除此之外，在我們制作元件之前，必須對磷化鎵銦的摻雜特 性做仔細研究以便控制元件所需要的濃度。