世界最高电阻率的半绝缘GaN自支撑衬底

近日，北京大学与中镓半导体、波兰国家高压实验室开展了合作，使用乙烯气源制备出了世界最高电阻率的半绝缘GaN自支撑衬底。

实验使用乙烯气源制备了半绝缘GaN衬底，并对制备得到的GaN材料进行了表征，证明了乙烯气源的掺杂效率比传统甲烷气源高40倍。在相同测试温度下比较了现有报道的半绝缘衬底参数，使用乙烯制备的其中一个半绝缘氮化镓样品达到了目前报道的最高GaN体电阻率。

近年来，半绝缘SiC衬底上外延生长的GaN高迁移率晶体管(GaN-on-SiC HEMTs)已广泛应用于微波射频领域的功率放大器电路中，然而由于GaN和SiC晶体之间的晶格失配和热失配，导致GaN外延层中位错密度难以降低，并且需要在界面生长缓冲层以调控应力。

基于半绝缘GaN自支撑衬底的GaN高迁移率晶体管(GaN-on-GaN HEMTs)可避免衬底和外延层的热失配和晶格失配，简化外延层结构设计，并且由于GaN-on-GaN外延层较一般GaN-on-SiC外延层的位错密度低3个数量级以上，可使二维电子气(2DEG)沟道处的晶格质量得到极大提高，进一步提高同等条件下二维电子气的迁移率。

编辑：黄飞