（微电子学与固体电子学专业论文）algangan异质结材料与器件的特性参数研究.pdf

原创性声明 l i l ll ii i i lll t l li i iiu l y 2 18 4 3 4 5 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。 对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：虽墨：日期垒2 1 ：皇：丝 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 翌歪圭导师签名 山东大学博士学位论文 摘要 目录 a b s t r a c t v 符号表x 第一章引言1 1 1a i g a n g a n 异质结材料与器件的研究背景 1 - 2a i g a n g a n 异质结构材料的发展历史 1 - 3a i g a n g a n 异质结光电器件的发展历史 1 - 4a i g a n g a n 异质结微电子器件的发展历史 3 3 5 1 4 1 提高a i g a n g a n 异质结微电子器件性能的常用工艺技术6 1 4 2 增强型a i g a n g a nh f e t s 的制备 1 5a i g a n g a n 异质结电力电- t - b 件的研究进展 x - 6 国内a i g a n g a nh f e t s 的研究进展 1 7 本文的研究内容与安排 第二章器件的制备与测试 2 1a i g a n g a n 异质结材料的生长 2 - 1 1 衬底材料 2 - 1 2 缓冲层 2 1 3 生长工艺 9 2 1 - 4 本文a i g a n g a n 异质结材料的生长方法与结构特性2 l 2 - 1 5 本文a l g a n 协i n ，g a n 异质结材料的生长方法与结构特性2 l 2 - 2a i g a n g a nh f e t s 的制备工艺 2 - 2 1 表面处理。 2 l 2 1 2 - 2 。2 光刻工艺2 2 2 2 - 3 台面刻蚀工艺2 3 加 加 加 修 d 侈 侈 加 山东大学博士学位论文 2 2 4 欧姆接触和肖特基接触工艺 2 - 3a i g a n g a n 异质结构材料与器件的测试 2 3 2 5 第三章a i g a n a i n g a nh f e t s 中2 d e g 电子迁移率研究。3 l 3 - 1 圆形与方形a l g a n ，a i n ，g a nh f e t s 线性区的电流电压关系 3 - 1 - 1 圆形a i g a n ，a 烈，g a nh f e t s 线性区的电流电压关系 3 - 1 - 2 方形a l g a n ，a l n ，g a nh f e t s 线性区的电流电压关系 3 l 3 2 3 3 3 - 2 不同栅金属面积、不同源漏间距的a l g a n ，a 啉，g a nh f e t s 中2 d e g 电子低场 迁移率的研究 3 - 2 - 1 圆形与方形a i g a n a i n g a nh f e t s ( 源漏间距1 0 0 p m ) 中的2 d e g 电子 低场迁移率3 5 3 - 2 - 2 不同漏源尺寸的方形a l g a n a i n g a nh f e t s 中的2 d e g 电子低场迁移率4 1 3 - 2 - 3 不同栅金属面积、不同源漏间距方形a l g a n ，a i n ，g a nh f e t s 线性工作区 2 d e g 迁移率 第四章从正向1 v 曲线获取a i g a n g a n ( a i g a n a i n g a n ) 异质结肖特基势垒高度5 7 4 _ l 从正向i - v 曲线获取a i g a n g a n 异质结肖特基二极管势垒高度 4 - 1 1 利用热电子发射理论从正向i - v 曲线获取a i g a n g a n 异质结肖特基二极管 势垒高度 4 - 1 - 2 利用平带电压从正向i - v 曲线获取a i g a n g a n 异质结肖特基二极管势垒高 度 4 - 2 从正向i v 曲线获取a i g a n ，a l n ，g a n 异质结肖特基二极管势垒高度6 8 4 - 2 1 利用热电子发射模型从正向i v 曲线获取a l g a n ，a l n g a n 异质结肖特基二 极管势垒高度 4 - 2 - 2 利用平带电压从正向i v 曲线获取a l g a n ，a l n g a n 异质结肖特基二极管势 垒高度 第五章从正向i v 曲线获取a i g a n g a n 异质结极化电荷密度 第六章热退火对a i g a n g a n 异质结肖特基接触特征参数的影响 7 2 7 7 8 1 山东大学博士学位论文 6 - l 热退火处理对a i g a n 势垒层应变的影响 6 - 2 热退火处理对a i g a n 势垒层相对介电常数的影响 6 - 3 热退火对a i g a n g a n 异质结肖特基接触其他特征参数的影响 第七章结论 致谢 攻读博士学位期间发表的学术论文目录 p a p e r l p a p e r 2 1 0 1 1 1 0 配 盯 钞 好 卯 眵 山东大学博士学位论文 c o n t e n t s a b s t r a c t ( i nc h i n e s e ) i a b s t r a c t v l i s to fs y m b o l s ) 【 c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n 1 l - 1b a c k g r o u n do fa i g a n g a nh e t e r o s t r u t u r e sa n dd e v i c e s 1 - 2h i s t o r i c a la n dc u r r e n ts t u d yo f a i g a n g a nh e t e r o s t r u t u r e s 1 - 3h i s t o r i c a la n dc u r r e n ts t u d yo f a i g a n g a np h o t o e l e c t r i cd e v i c e s l - 4h i s t o r i c a la n dc u r r e n ts t u d yo f a i g a n g a nm i c r o - e l e c t r o n i cd e v i c e s 5 1 4 1c r a f t so fi m p r o v i n gp e r f o r m a n c eo f a i g a n g a nh f e t s l 一4 1 2e n g i n e e r i n go re m o d ea i g a n g a nh f e t s l - 5h i s t o r i c a la n dc u r r e n ts t u d yo fa i g a n g a nh e t e r o s t r u t u r e sp o w e re l e c t r i c 6 9 d e v i c e s 1 0 1 - 6h i s t o r i c a la n dc u r r e n ts t u d yo f a i g a n g a nh f e t si nc h i n a l - 7s y n o p s i so fd i s s e r t a t i o n c h a p t e r2p r e p a r a t i o na n dt e s tm e t h o d so fd e v i c e s 2 - 1p r e p a r a t i o no f a i g a n g a nh e t e r o s t r u t u r e s 1 0 1 9 1 9 2 - 1 - 1s u b s t r a t em a t e r i a l 1 9 2 - 1 - 2b u f f e rl a y e r 1 9 2 1 3g r o w i n gt e c h n o l o g y 2 0 2 - l - 4d e s c r i p t i o no f a i g a n g a nh e t e r o s t r u t u r e su s e di nt h i sd i s s e r t a t i o n 2 1 2 - 1 - 5d e s c r i p t i o no f a i g a n a i n g a nh e t e r o s t r u t u r e su s e di nt h i sd i s s e r t a t i o n 2 1 2 - 2t e c h n o l o g yo f a i g a n g a nh f e t s 2 - 2 - 1s u r f a c et r e a t m e n t 2 1 2 - 2 - 2e - b e a me v a p o r a t i o n 2 2 2 - 2 3e t c h i n g 山东大学博士学位论文 2 2 _ 4o h m i ca n ds c h o t t k yc o n t a c t s 2 3 2 - 3t e s t i n go f a i g a n g a nh e t e r o s t r u t u r e sd e v i c e s c h a p t e r3t h ee l e c t r o nm o b i l i t yi na i g a n a i n g a nh f e t s 3 1 3 - 1i - vr e l a t i o n s h i pi nt h eh n e a rr e g i o no fc i r c u l a ra n dr e c t a n g u l a ra i g a n a i n g a n h f e l s 3 1 3 - 1 - 1i - vr e l a t i o n s h i pi nt h el i n e a rr e g i o no fc i r c u l a ra i g a n a i n g a nh f e t s 3 2 3 l - 2i - vr e l a t i o n s h i pi nt h el i n e a rr e g i o no fr e c t a n g u l a ra i g a n a i n g a nh f e t s 3 3 3 - 2t h ee l e c t r o nm o b i l i t yi nt h ea i g a n a i n g a nh f e t sw i t hd i f f e r e n ts c h o t t k yg a t e a r e a sa n dd i f f e r e n td r a i n - s o u r c ed i s t a n o e su n d e rs m a l ld r a i n s o u r c eb i a s 3 5 3 - 2 - 1t h ee l e c t r o nm o b i l i t yi na i g a n a i n g a nh f e t s ( d r a i n s o u r c ed i s t a n c e e q u a l st o1 0 0 p m ) u n d e rl o we l e c t r i cf i e l d 3 - 2 - 2t h ee l e c t r o n m o b i l i t y u n d e rl o we l e c t r i cf i e l di n r e c t a n g u l a r a l g a n ，a l n ，g a nh f e l r sw i t hd i f f e r e n td r a i n s o u r c ed i s t a n c e s 3 - 2 - 3t h ee l e c t r o nm o b i l i t yi na i g a n a i n g a nh f e t sw i t hd i f f e r e n ts c h o t t k y g a t ea r e a sa n dd i f f e r e n td r a i n - s o u r c ed i s t a n c e si nl i n e a rr e g i o n 4 8 c h a p t e r4e v a l u a t i n ga i g a n g a n ( a i g a n a i n g a n ) h e t e r o s t r u c t u r es c h o t t k yb a r r i e r h e i g h t sf r o mf o r w a r di vc h a r a c t e r i s t i c s 5 7 4 - 1e v a l u a t i n ga i g a n g a nh e t e r o s t r u c t u r es c h o t t k yb a r r i e rh e i g h t sf r o mf o r w a r d 】l - vc h a r a c t e r i s t i c s 5 8 4 - 1 - 1e v a l u a t i n ga i g a n g a nh e t e r o s t r u c t u r es c h o t t k yb a r r i e rh e i g h t sw i t h t h e r m i o n i cm o d e if r o mf o r w a r di - vc h a r a c t e r i s f i c s 5 8 4 - l - 2 e v a l u a t i n ga i g a n g a nh e t e r o s t r u c t u r es c h o t t k yb a r r i e rh e i g h t sw i t h f l a t - b a n dv o l t a g ef r o mf o r w a r di - vc h a r a c t e r i s t i c s 4 - 2e v a l u a t i n ga i g a n a i n g a nh e t e r o s t r u c t u r es c h o t t k yb a r r i e rh e i g h t sf r o m f o r w a r di - vc h a r a c t e r i s t i c s v 山东大学博士学位论文 4 - 2 一le v a l u a t i n ga i g a n a i n g a nh e t e r o s t r u c t u r es c h o t t k yb a r r i e rh e i g h t sw i t h t h e r m i o n i cm o d e lf r o mf o r w a r di vc h a r a c t e r i s t i c s 6 8 4 _ 2 2e v a l u a t i n ga i g a n a i n g a nh e t e r o s t r n c t u r es c h o t t k yb a r r i e rh e i g h t sw i t h f l a t - b a n dv o l t a g ef r o mf o r w a r di - vc h a r a c t e r i s t i c s 7 2 c h a p t e r5e x t r a c t i n gt h ep o l a r i z a t i o nc h a r g ed e n s i t yi na i g a n g a nh e t e r o s t r u c t u r e sf r o m f o r w a r di - vc h a r a c t e r i s t i c s c h a p t e r6 i n f l u e n c eo ft h e r m a ls t r e s s i n go nt h ec h a r a c t e r i s t i cp a r a m e t e r so fa i g a n g a n h e t e r o s t r u c t u r es c h o t t k yc o n t a c t s 6 - 1i n f l u e n c e o ft h e r m a ls t r e s s i n go nt h es t r a i no f a i g a nb a r r i e rl a y e r 8 1 8 2 6 - 2i n f l u e n c e o ft h e r m a ls t r e s s i n go nt h er e l a t i v ep e r m i t t i v i t yo f a i g a nb a r r i e rl a y e r 8 7 6 - 3i n f l u e n c eo ft h e r m a ls t r e s s i n go no t h e rc h a r a c t e r i s t i cp a r a m e t e r so fa i g a n g a n h e t e r o s t r u c t u r es c h o t t k yc o n t a c t s c h a p t e r7c o n c l u s i o n s a c k n o w l e d g e m e n t s l i s to fp a p e r s p a p e r1 p a p e r 2 8 9 9 3 9 7 9 9 1 0 1 1 1 0 山东大学博士学位论文 摘要 近年来，a 1 g a n g a n 异质结场效应晶体管( h f e t s ) 由于其在高温高频大功率 等方面的广泛应用前景而成为研究热点。a 1 g a n g a n 异质结构材料体系除具有 g a n 材料的宽带隙、高击穿场强、高电子饱和漂移速度、高热导率和稳定的化学 性质等优越性能外，还具有很大的带阶差，很强的极化效应，即使不用任何掺杂， 仅通过极化应力就可以在a 1 g a n g a n 异质界面的量子阱中产生高达1 0 1 3 c m 2 的 二维电子气( 2 d e g ) 密度。以此为基础制备的a 1 g a n g a nh f e t s 是g a n 基电子器 件最重要的代表，其具有高跨导、高饱和电流、高截止频率、高击穿电压等优良 特性。 尽管目前a l g a n g a nh f e t s 器件已经发展到较高的性能水平，已经处于开 始商用化的阶段，但仍然受到诸多问题的困扰，比如电流崩塌效应、高温下器件 可靠性、小尺寸下a 1 g a n g a n 应变以及材料所预言的器件性能水平与目前实际制 备的器件水平还存在一定的差距，这些问题大大制约了a i g a n g a nh f e t s 器件 的商业化进程。a i g a n g a n 异质结材料和器件的特征参数，比如2 d e g 迁移率、 极化电荷密度、a i g a n g a n 应变、异质界面2 d e g 的分布和a i g a n g a n 异质结肖 特基接触( a i g a n g a nh f e t s 的栅金属电极与a i g a n g a n 异质结形成肖特基接 触) 势垒高度等直接影响着器件的频率和功率性能。因此，深入研究a i g a n g a n 异质结材料和器件的特征参数对a i g a n g a nh f e t s 的发展具有非常重要的意 义。本论文主要研究了a l g a n a l n g a nh f e t s 中2 d e g 电子迁移率的散射机制、 从电流电压( i v ) 和电容电压( c v ) 曲线有效提取a i g a n g a n 异质结肖特基 接触势垒高度和a i g a n g a n 异质界面的极化电荷密度以及热退火对a l g a n g a n 异质结肖特基接触特征参数的影响。具体包括以下内容： 1 a l g a n a l n g a nh f e t s 中2 d e g 电子迁移率散射机制的研究。 ( a ) 栅金属面积对a i g a n a i n g a nh f e t s 中2 d e g 电子迁移率的影响。利 用欧姆定律，详细推导了圆形和方形a l g a n a l n ，g a nh f e t s 中线性工作区的电 流电压关系。结合实验测试得到的圆形和方形a l g 心w l l n g a nh f e t s 的c v 特性和i v 输出特性曲线，利用推导出的电流电压关系，计算了在源漏电压为 1 0 0 m v 时，不同肖特基栅面积的圆形和方形魁g a n ，a l n g a nh f e t s 中2 d e g 电子迁移率随外加栅偏压的变化情况。研究发现对于栅面积小( 对应栅长小) 山东大学博士学位论文 的器件2 d e g 电子迁移率随栅偏压的增大而增大，但对于栅面积大的器件( 对 应栅长大) 2 d e g 电子迁移率随栅偏压的增大而减小；同一栅偏压下，2 d e g 迁 移率随栅面积的增大而增大。对此我们结合极化梯度库仑场散射、纵光学声子 散射和界面粗糙散射给出了详细的解释。另外我们对比研究了同样器件尺寸的 a l g a n a l n g a nh f e t s 和a 1 g a n g a nh f e t s 中电子迁移率的变化规律，发现 极化梯度库仑场散射在a 1 g a n g a nh f e t s 器件中起到的作用要比在 a l g a n a i n g a nh f e t s 器件中起到的作用强。这是由于a l g a n a l n g a n 比 a 1 g a n g a n 的有效带阶差大，使得2 d e g 远离异质界面处的极化电荷所致。 ( b ) 不同源漏间距对a l g a n a l n g a nh f e t s 中2 d e g 电子迁移率的影响。 结合实验测试得到的不同源漏间距的方形a l g a n a l n g a nh f e t s 的c v 特性 和i v 输出特性曲线，利用推导出的电流电压关系，计算了在源漏电压为1 0 0 m v 时，不同源漏间距、不同栅面积的方形a i g a n a i n g a nh f e t s 中2 d e g 电子 迁移率随外加栅偏压的变化情况。发现栅长与源漏间距的比值是决定器件中散 射机制的主要原因，而非源漏间距。 ( c ) 不同栅金属面积、不同源漏间距对a i g a n a i n g a nh f e t s 线性工作区 ( 较大漏源偏压下) 2 d e g 电子迁移率的影响。结合实验测试得到的不同源漏 间距的方形a l g a n a l n g a nh f e t s 的c v 特性和i v 输出特性曲线，利用推 导出的电流电压关系，计算了不同源漏间距、不同栅面积的方形 a l g a n a l n g a nh f e t s 中2 d e g 平均电子迁移率随外加漏源偏压和栅偏压的变 化情况。发现之前所提出的a i g a n a 1 n g a nh f e t s 中的散射机制可以很好地解 释源漏间距为1 0 0um 和6 0 i lm 的器件中2 d e g 平均电子迁移率的变化规律， 但却无法解释源漏间距小于2 0l am 器件中的2 d e g 平均电子迁移率的变化规 律，这种反常现象源于漏源电场对器件沟道极化电荷分布的影响。 2 从正向i v 曲线获取a 1 g a n g a n ( a l g a n a l n g a n ) 异质结肖特基势垒 高度。 本论文分别讨论了两种从正向i v 曲线获取a l g a n g a n ( a l g 心淞。l n g a n ) 异质结肖特基势垒高度的方法。方法一是利用测试得到的i v 曲线和双二极管 模型，基于热离子发射理论，通过薛定谔和泊松方程自洽求解迭代计算确定有 效理查德常数并得到零偏压下势垒高度，又利用推导出的零偏压下和零电场下 i i 山东大学博士学位论文 势垒高度之间的关系，最终得到a i g a n g a n ( a i g a n a i n g a n ) 异质结肖特基 接触零电场势垒高度。方法二是通过公式推导和理论分析，从正向i v 曲线分 析得到了a 1 g a n g a n ( g a n a l n g a n ) 异质结的平带电压，而后利用平带电 压和零电场势垒高度的关系式，通过薛定谔和泊松方程自洽求解迭代计算得到 肖特基接触势垒高度。 3 从正向i v 曲线获取a 1 g a n g a n 异质结极化电荷密度。 利用i v 曲线首先获取a i g a n g a n 异质结的平带电压，继而利用公式推导 得到a i g a n g a n 异质结极化电荷密度和平带电压的简单关系式，从而得到了一 种从正向i v 曲线获取a i g a n g a n 异质结极化电荷密度的简单方法。 4 热退火对a 1 g a n g a n 异质结肖特基接触特征参数的影响。 ( a ) 热退火处理对a i g a n 势垒层应变的影响。对a 1 g a n g a n 异质结构上的 n i 肖特基接触进行不同温度和不同时间的热退火处理，利用测试得到的c v 和 i v 曲线，通过自洽求解薛定谔方程和泊松方程计算得到了各个样品的极化电 荷密度，从而发现：6 0 0 c 退火下，随着退火时间的增加样品的二维电子气密度 和极化电荷密度的变化可分为两个阶段：第一个阶段，a i g a n 中存在应变( 即 压电极化) 且随着退火时间的增加应变逐渐减弱；第二个阶段，a 1 g a n 势垒层 已完全弛豫，仅存在自发极化且不随退火时间而发生变化。另外退火0 5 小时 下，当退火温度小于7 0 0 c 时，随着退火温度的增高，2 d e g 密度和极化电荷密 度逐渐减小，退火仅影响了a i g a n 势垒层的应变；而8 0 0 0 c 退火不仅影响了 a i g a n 势垒层的应变，由于肖特基金属原子的扩散也影响了a i g a n 势垒层的自 发极化。 ( b ) 热退火处理对a i g a n 势垒层相对介电常数的影响。对a 1 g a n g a n 异质 结构上的n i 肖特基接触进行不同温度和不同时间的热退火处理，利用测试得到 的c v 曲线计算得到了各个样品中a i g a n 势垒层的相对介电常数。研究发现： a l g a n 势垒层的相对介电常数与a i g a n 势垒层的压电极化和自发极化相关。 a i g a n 势垒层的相对介电常数正比于a 1 g a n 势垒层的应变。当a 1 g a n 势垒层 的应变受到热退火处理而减小时，a i g a n 势垒层的相对介电常数也随之减小。 当a i g a n 势垒层完全驰豫时，a i g a n 势垒层的相对介电常数会变为定值，不再 受退火时间的影响。然而当样品在8 0 0 下退火0 5 h 后，由于接触金属原子的 i i i 山东大学博士学位论文 大量扩散使得样品a 1 g a n 势垒层的自发极化减弱，相对介电常数相应的减小。 另外适当的热退火处理不仅可以减小器件的反向饱和漏电流，而且可以减小 a i g a n 势垒层的相对介电常数，从而可以抑制逆压电效应，提高器件的性能和 稳定性。 ( c ) 热退火对a 1 g a n g a n 异质结肖特基接触其他特征参数的影响。对 a 1 g a n g a n 异质结构上的n i 肖特基接触进行不同温度和不同时间的热退火处 理，利用测试得到的c v 和i v 曲线，通过自洽求解薛定谔方程和泊松方程计 算，较为系统地研究了热退火对样品的电子费米能级( 纠、三角形势阱的深度 ( 比d 硒) 、二维电子气的分布等特征参数的影响。 关键词：a 1 g a n g a n 异质结构；二维电子气；电子迁移率；肖特基接触；势垒 高度；极化效应。 i v 山东大学博士学位论文 a b s t r a c t r e c e n t l ya 1 g a n g a nh e t e r o s t r u c t u r ef i e l d - e f f e c tt r a n s i s t o r s ( h f e t s ) h a v eb e e n t h ef o c u so fi n t e n s er e s e a r c hi no r d e rt oa c h i e v ep e r f o r m a n c eo fh i g ht e m p r e t u r e ， m g hf r e q u e n c y , a n dh i 曲p o w e r e x c e p tf o rt h ei n t r i n s i ce x c e l l e n tp h y s i c a lp r o p e r t i e s a n dc h e m i c a ls t a b i l i t i e so fg a n ，s u c ha sw i d eb a n dg a p ，h i g hb r e a k d o w ne l e c t r i c f i e l d ，h i g he l e c t r o ns a t u r a t e dv e l o c i t ya n dh i g l lt h e r m a lc o n d u c t i v i t y , a 1 g a n g a n h e t e r o s t r u c t u r eh a v el a r g eb a n do f f s e ta n ds t r o n gp o l a r i z a t i o n , w h i c hm a k et h es h e e t c a r r i e rc o n c e n t r a t i o no ft h et w od i m e n s i o n a le l e c t r o ng a s ( 2 d e g ) u pt o 。1 0 c m 2 w i t h o u ti n t e n t i o n a l d o p i n g a i g a n g a nh f e t sb a s e do na 1 g a n g a n h e t e r o s t r u c t u r e sh a v em a n ye x c e l l e n tp e r f o r m a n c e s ，s u c ha sh i g ht r a n s c o n d u c t a n c e ， h i g hs a t u r a t e dc u r r e n t h i 【g hc u t o f ff r e q u e n c ya n dh i g hb r e a k d o w nv o l t a g e a l t h o u g ht h ep e r f o r m a n c eo fa i g a n g a nh f e t sh a sb e e ni m p r o v e dt oah i g h l e v e la n dj u s tb e e nu t i l i z e dc o m m e r c i a l l y , t h e r ea r es t i l lm a n yp r o b l e m si nt h e i n v e s t i g a t i o no fa 1 g a n g a nh f e t s ，s u c ha st h ec o n v e r s ep i e z o e l e c t r i ce f f e c t ，t h e r e l i a b i l i t yo ft h ea 1 g a n g a nh f e t sw o r k i n gi nh i g ht e m p e r a t u r e ，t h es t r a i no f a i g a nb a r r i e rl a y e ra n dt h e d i f f e r e n c eb e t w e e nt h ep e r f o r m a n c ep r e d i c t e db y a i g a n g a nh e t e r o s t r u c t u r ea n dt h ep r a c t i c a ld e v i c ep e r f o r m a n c ee ta 1 t h e s e p r o b l e m s l i m i tt h ec o m m e r c i a lp r o s e s s t h ec h a r a c t e r i s t i c p a r a m e t e r s f o r a i g a n g a nh e t e r o s t r u c t u r em a t e r i a l sa n dd e v i c e ss u c ha s2 d e ge l e c t r o nm o b i l i t y , p o l a r i z a t i o nc h a r g ed e n s i t y , t h es t r e s so fa i g a n g a n ，t h ed i s t r i b u t i o no f2 d e ga n d s c h o u k yb a r r i e rh e i g h ta n ds oo nd e t e r m i n et h e 行e q u e n c ea n dp o w e rd e v i c e s t h e r e f o r e ，i ti sv e r yi m p o r t a n tt oi n v e s t i g a t et h ec h a r a c t e r i s t i cp a r a m e t e r sf o r a l g a n g a nh e t e r o s t r u c t u r em a t e r i a l sa n dd e v i c e s t h ew o r ki nt h i sd i s s e r t a t i o n m a i n l y i n c l u d e st h e s c a t t e r i n gm e c h a n i s m o f2 d e ge l e c t r o n m o b i l i t y i n 趟g 黼? a m 硒懋h f e t s ， e x t r a c t i o no f a 1 g 懋飓烈( a 1 g a n a 1 n g a n ) h e t e r o s t r u c t u r es c h o r k yb a r r i e rh e i g h t sa n dd e n s i t yo ft h ep o l a r i z a t i o nc h a r g ei n a i g a n g a nh e t e r o s t r u c t u r ef r o mf o r w a r dc u r r e n t - v o l t a g e ( i v ) c h a r a c t e r i s t i c s ，a n d t h ei n f l u e n c eo ft h e r m a ls t r e s s i n go nt h ec h a r a c t e r i s t i cp a r a m e t e r so fa i g a n g a n v 山东大学博士学位论文 h e t e r o s t r u c t u r es c h o t t k yc o n t a c t s t h em a i nc o n c l u s i o n so ft h ed i s s e r t a t i o na r el i s t e d b e l o w 1 t h es c a t t e r i n gm e c h a n i s mo f2 d e ge l e c t r o nm o b i l i t yi na l g a n a l n g a n h f e t s ( a ) 1 1 1 ei n f l u e n c eo fd i f f e r e n tg a t ea r e a so nt h e2 d e ge l e c t r o nm o b i l i t y a c c o r d i n gt ot h eo h ml a w , w ed e d u c e dt h ei vr e l a t i o n s h i pi nt h el i n e a rr e g i o n o ft h ec i r c u l a ra n dr e c t a n g u l a ra l g a n a l n g a nh f e t s t l l e2 d e ge l e c t r o n m o b i l i t ya t t h es o u r c e - d r a i nb i a so fl0 0 m vu n d e rd i f f e r e n tg a t eb i a s e sw a s c a l c u l a t e du s i n gt h em e a s u r e dc a p a c i t a n c e - v o l t a g e ( c v ) a n di vc h a r a c t e r i s t i c so f t h ec i r c u l a ra n dr e c t a n g u l a ra l g a n a l n g a nh f e t s 州t hd i f f e r e n tg a t ea r e a s i ti s s h o w nt l l a tw i t hi n c r e a s i n gt h ed r a i n - s o u r c eb i a s t h e2 d e ge l e c t r o nm o b i l i t y i n c r e a s e sf o rt h es m a l lg a t ea r e ab u td e c r e a s e sf o rt h eb i gg a t ea r e a w ee x p l a i n e d t h e s ep h e n o m e n a 、析t hp o l a r i z a t i o nc o u l o m bf i e l ds c a t t e r i n g l op h o n o ns c a t t e