北京专业权威白癜风医院 https://wapyyk.39.net/hospital/86297_lab.htmlGaN是极稳定的化合物，又是坚硬的高熔点材料，熔点约为℃，GaN具有高的电离度，在Ⅲ-Ⅴ族化合物中是最高的(0.5或0.43)。在大气压力下，GaN晶体一般是六方纤锌矿结构。它在一个元胞中有4个原子，原子体积大约为GaAs的一半。因为其硬度高，又是一种良好的涂层保护材料。GaN材料系列具有低的热产生率和高的击穿电场，是研制高温大功率电子器件和高频微波器件的重要材料。目前，随着MBE技术在GaN材料应用中的进展和关键薄膜生长技术的突破，成功地生长出了GaN多种异质结构。用GaN材料制备出了金属场效应晶体管(MESFET)、异质结场效应晶体管(HFET)、调制掺杂场效应晶体管(MODFET)等新型器件。调制掺杂的AlGaN/GaN结构具有高的电子迁移率(cm2/v·s)、高的饱和速度(1×cm/s)、较低的介电常数，是制作微波器件的优先材料;GaN较宽的禁带宽度(3.4eV)及蓝宝石等材料作衬底，散热性能好，有利于器件在大功率条件下工作。缺点和问题一方面，在理论上由于其能带结构的关系，其中载流子的有效质量较大，输运性质较差，则低电场迁移率低，高频性能差。另一方面，现在用异质外延(以蓝宝石和SiC作为衬底)技术生长出的GaN单晶，还不太令人满意(这有碍于GaN器件的发展)，例如位错密度达到了~/cm2(虽然蓝宝石和SiC与GaN的晶体结构相似，但仍然有比较大的晶格失配和热失配);未掺杂GaN的室温背景载流子(电子)浓度高达cm-3(可能与N空位、替位式Si、替位式O等有关)，并呈现出n型导电;虽然容易实现n型掺杂(掺Si可得到电子浓度~/cm3、室温迁移率cm2/V.s的n型GaN)，但p型掺杂水平太低(主要是掺Mg)，所得空穴浓度只有~/cm3，迁移率10cm2/V.s，掺杂效率只有0.1%~1%(可能是H的补偿和Mg的自身电离能较高所致)。优点与长处①禁带宽度大(3.4eV)，热导率高(1.3W/cm-K)，则工作温度高，击穿电压高，抗辐射能力强;②导带底在Γ点，而且与导带的其他能谷之间能量差大，则不易产生谷间散射，从而能得到很高的强场漂移速度(电子漂移速度不易饱和);③GaN易与AlN、InN等构成混晶，能制成各种异质结构，已经得到了低温下迁移率达到cm2/Vs；2-DEG(因为2-DEG面密度较高，有效地屏蔽了光学声子散射、电离杂质散射和压电散射等因素);④晶格对称性比较低(为六方纤锌矿结构或四方亚稳的闪锌矿结构)，具有很强的压电性(非中心对称所致)和铁电性(沿六方c轴自发极化):在异质结界面附近产生很强的压电极化(极化电场达2MV/cm)和自发极化(极化电场达3MV/cm)，感生出极高密度的界面电荷，强烈调制了异质结的能带结构，加强了对2-DEG的二维空间限制，从而提高了2-DEG的面密度(在AlGaN/GaN异质结中可达到/cm2，这比AlGaAs/GaAs异质结中的高一个数量级)，这对器件工作很有意义。总之，从整体来看，GaN的优点弥补了其缺点，特别是通过异质结的作用，其有效输运性能并不亚于GaAs，而制作微波功率器件的效果(微波输出功率密度上)还往往要远优于现有的一切半导体材料。芯片半导体-国产替代
