低溫分子束成長砷化鎵/砷化鋁鎵半導體－絕緣體－半導體的傳輸機制研究

Abstract

砷化鎵(砷化鋁鎵)具有(1)高的阻抗(2)短的生命期(3)維持高的移動率(4)高的崩潰電壓. 因此是未來超快偵測器, 積體電路絕緣層, 高頻元件緩衝層等的最佳選擇.造成這些特性的原因, Warren 等認為是由於過多的砷沈積造成載子的空乏.而 Look 等認為存在大量的深層能階造成載子的補償效應.究竟是哪一種模型才是正確的,至今未有定論. 而高溫的深層能階, 為何還能維持高的移動率; 目前也難有完滿的解釋. 而發表的論文, 對於成長溫度, 退火與阻抗的關係,跳躍(hopping) 等特性, 屢見相互矛盾之處. 這些問題的產生是(1) 因為對LT的基本物理特性缺乏了解, 因此也無法有效地控制長晶的狀況. (2) LT的阻抗遠高於半絕緣基底的阻抗, 使得LT的分子束磊晶量測分析受到基底的太大影響, 無法正確的量測LT層的特性; 即使最基本的活化能也無定論.我們將針對上述兩點, 設計不同的LT結構, 以自有了分子束磊晶來成長, 並對LT的物理特性做深一層的研究, 了解深層能階的活化能, 濃度, 電流傳輸機制, 與分子束磊晶成長溫度間的關係. 研究的範圍包括分子束磊晶的成長; 樣品的製成; 電流--電壓--溫度的特性分析; 深層能階頻譜分析, 與導納的頻譜分析.