學術研究
畢業論文
(100)矽基板上的氮化物二維電洞氣
姓名 : 陳慶鴻
指導教授
賴昆佑
論文摘要
第三代半導體氮化鎵生長於(111)面矽基板,因兩者晶格匹配度較高,所以可利用低溫成核層成長單晶結構,是業界常用規格,用於製造半導體功率元件、射頻元件和LED等;(100)面的矽基板,因其結構對稱特性,很適合用於製造COMS元件,然而將氮化鎵生長於(100)矽基板是相當不易的事情,因為其晶格差異(lattice mismatch)相當大,雖然已有許多實驗室透過某些方法比如基板接合法(wafer bonding)得到品質不錯的氮化鎵,但其製作過程相當繁瑣,所以簡化過程仍是大部分實驗所追求的方向。
二維電洞氣(two dimensional hole gas, 2DHG)可應用於氮化物電子元件。本實驗利用BN做為磊晶緩衝層,在Si(100)基板依序成長BN、GaN、AlGaN,並藉由霍爾量測確認電洞訊號,能帶模擬也可得到2DHG的結果。在加入AlN中間層後,拉曼量測顯示明顯的GaN訊號,但SEM表面的觀察結果是相當粗糙,若將AlN、GaN去除,直接將AlGaN成長於BN/Si(100)表面,可以得到平坦的表面、並維持2DHG結構。