实现高阻GaN材料的一般原理及方法
(1)提高GaN材料的纯度和晶格完整性。GaN材料室温下的禁带竞度为3.4eV,是宽禁带半导体,室温时热激发产生的导带电子和价带空穴的密度几乎为零。如果GaN材料中没有任何杂质并且晶格完整,则GaN材料是高阻材料。晶格完整的高纯GaN材料是最理想的高阻GaN材料,然而不幸的是晶格完整的高纯GaN材料极难获得。在实际中UID-GaN通常为N型,杂质主要为自掺杂O和Si等;
(2)有意在GaN材料中引入结构缺陷,如位错等。结构缺陷可在GaN的禁带中引入电子陷阱能级或受主能级,使导带电子被电子陷阱俘获或被受主补偿,从而获得高阻GaN材料。常见的方法是引入较高密度的ETD;
(3)有意在GaN材斜中掺入杂质,该杂质可在GaN的禁带中引入电子陷阱能级或受主能级,使导带电子被电子陷阱俘获或被受主补偿,从而获得高阻GaN材料。
实际上,以上形成高阻GaN材料的三种机制一般同时起作用,但通过人为控制,可使某种机制起主要作用。