AlGaN/GaN HEMT飞秒超快特性的研究

本项目采用飞秒激光的泵浦－探测技术，对AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）的超快特性进行研究，通过对电子在金属－半导体接触中输运过程，外延材料中缺陷密度的分布和三角形势阱中沟道电子带间跃迁过程的揭示，获得在肖特基接触中载流子的分布信息以及沟道电子在能带剪裁和电场分布之间的相关物理信息，为进一步提高材料和器件性能打下基础。.本项目研究内容涉及飞秒激光技术和GaN基HEMT器件研制的交叉领域。把飞秒激光探测技术应用于AlGaN/GaN HEMT器件缺陷密度分布，以及肖特基接触中金－半接触间载流子输运的研究中，使微观信息同器件的宏观性能相结合，拓宽了飞秒技术的应用领域。

本项目针对GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)高速、小型化发展的要求，利用飞秒激光分辨率高，无损伤的优点，开展GaN基HEMT超快过程的研究，揭示沟道电子在能带剪裁和电场分布之间的相关物理信息，探索GaN基HEMT沟道电子带间跃迁的动力学过程，为进一步提升GaN基HEMT器件性能提供相关的微观信息。.完成了适用于GaN材料飞秒特性研究的实验光路构建，为GaN材料瞬态过程研究工作的开展奠定了实验基础。基于GaN器件飞秒超快过程动力学模型，对稳态下异质结量子阱中子带占据的分布情况进行了模拟；开展了GaN基薄膜材料超快过程的时间分辨测量，分析了载流子的驰豫过程，初步掌握了载流子的寿命。结合稳态PL谱，实现了GaN/AlGaN异质结材料界面的表征。本课题按照项目计划书执行，完成了原定研究目标，为实现超小型、高速GaN基器件奠定了理论基础。