氮化镓材料制备工程师岗位招聘考试试卷及答案

氮化镓材料制备工程师岗位招聘考试试卷及答案一、填空题（每题1分，共10分）1.氮化镓的化学式为________。（GaN）2.GaN最稳定的晶体结构是________。（纤锌矿）3.工业上GaN外延常用生长方法是MOCVD和________。（MBE/分子束外延）4.GaNp型掺杂常用元素是________。（Mg/镁）5.蓝宝石衬底与GaN的晶格失配率约为________%。（17）6.MBE的中文全称是________。（分子束外延）7.GaN刻蚀常用等离子体气体是________（写1种即可）。（Cl₂/BCl₃）8.室温下GaN的禁带宽度约为________eV。（3.4）9.表征GaN厚度的常用方法是________（写1种即可）。（台阶仪/XRD/SEM）10.HVPE的中文全称是________。（氢化物气相外延）二、单项选择题（每题2分，共20分）1.适合大规模制备GaN外延片的方法是（）A.MBEB.MOCVDC.HVPED.液相外延答案：B2.GaNn型掺杂最常用的施主元素是（）A.MgB.SiC.ZnD.C答案：B3.蓝宝石衬底上生长GaN，常用的缓冲层是（）A.AlNB.InNC.GaAsD.SiC答案：A4.与GaN晶格失配率最低的衬底是（）A.蓝宝石B.SiCC.SiD.石英答案：B5.MOCVD生长GaN的氮源是（）A.NH₃B.N₂C.NOD.N₂O答案：A6.表征GaN晶体质量的核心方法是（）A.XRDB.AFMC.UV-VisD.台阶仪答案：A7.GaN外延层裂纹的主要原因是（）A.生长温度低B.缓冲层过厚C.晶格失配应力大D.氮源不足答案：C8.GaN器件常用欧姆接触金属是（）A.Ti/AlB.Au/NiC.Ag/AlD.Cu/Zn答案：A9.可生长GaN体单晶的方法是（）A.MOCVDB.MBEC.HVPED.溅射答案：C10.纤锌矿GaN禁带宽度随温度升高（）A.增大B.减小C.不变D.先增后减答案：B三、多项选择题（每题2分，共20分）1.GaN常用衬底材料包括（）A.蓝宝石B.SiCC.SiD.金刚石答案：ABCD2.MOCVD生长GaN的前驱体包括（）A.TMGaB.NH₃C.TMAlD.SiH₄答案：ABD3.GaN表征方法包括（）A.XRDB.AFMC.SEMD.UV-Vis答案：ABCD4.影响GaNMOCVD质量的因素有（）A.生长温度B.V/III比C.衬底均匀性D.前驱体纯度答案：ABCD5.GaN应用领域包括（）A.LEDB.功率器件C.射频器件D.LD答案：ABCD6.GaNp型掺杂激活方法有（）A.热退火B.电子束辐照C.激光退火D.化学刻蚀答案：ABC7.HVPE生长GaN的特点是（）A.速率快B.适合体单晶C.成本低D.质量高答案：ABCD8.GaN刻蚀常用气体组合（）A.Cl₂/BCl₃B.CF₄/O₂C.Ar/O₂D.H₂/Cl₂答案：AB9.关于GaN晶体结构正确的是（）A.纤锌矿六方对称B.闪锌矿立方对称C.纤锌矿禁带更宽D.闪锌矿更稳定答案：ABC10.GaN器件钝化工艺包括（）A.SiO₂沉积B.Si₃N₄沉积C.Al₂O₃沉积D.光刻胶涂覆答案：ABC四、判断题（每题2分，共20分）1.GaN是直接带隙半导体，适合发光器件。（√）2.MBE生长温度比MOCVD高。（×）3.AlN缓冲层可降低蓝宝石与GaN的应力。（√）4.Mg掺杂GaN无需退火即可激活。（×）5.HVPE生长速率比MOCVD快。（√）6.SiC与GaN晶格失配率约3.5%。（√）7.AFM可表征GaN表面粗糙度。（√）8.GaN禁带宽度随压力增大而减小。（×）9.V/III比越高，GaN外延质量越好。（×）10.HVPE可生长GaN体单晶。（√）五、简答题（每题5分，共20分）1.简述MOCVD生长GaN的基本原理。答案：MOCVD利用金属有机源（TMGa）和氢化物源（NH₃）在加热衬底表面反应沉积GaN。前驱体由载气（H₂/N₂）带入反应腔，在1000-1100℃下分解：Ga(CH₃)₃+NH₃→GaN+3CH₄，GaN原子在衬底表面迁移成核，外延生长为薄膜。通过控制流量、温度、V/III比调节厚度、掺杂和质量。2.GaN缓冲层的核心作用是什么？答案：①降低衬底与GaN的晶格/热失配应力，减少裂纹；②改善衬底表面活性，促进GaN成核；③阻挡衬底杂质扩散，提高纯度；④优化界面特性，提升载流子输运。例如AlN缓冲层可缓解蓝宝石与GaN的17%失配应力。3.列举3种GaN表征方法及用途。答案：①XRD：分析晶体结构、晶格常数、位错密度；②AFM：表征表面粗糙度、晶粒尺寸；③SEM：观察截面厚度、位错/裂纹；④霍尔效应：测定载流子浓度、迁移率。（任选3种）4.简述n型GaN的掺杂元素及机制。答案：常用Si（硅），其次Ge（锗）。Si替代Ga位，价电子数（4）比Ga（3）多1，多余电子为自由载流子，实现n型掺杂；Ge替代同理。Si激活效率高，可通过SiH₄流量调节浓度（10¹⁶-10¹⁹cm⁻³）。六、讨论题（每题5分，共10分）1.蓝宝石衬底生长GaN的问题及解决思路。答案：问题：①晶格失配（17%）导致高缺陷（10⁹cm⁻²）；②热失配产生应力裂纹；③衬底绝缘。解决：①引入AlN/低温GaN缓冲层；②图形化衬底（PSS）+ELOG技术降位错；③优化生长参数（温度、V/III比）；④制备Ti/Al欧姆接触解决绝缘。2.比较MBE与MOCVD生长GaN的优缺点。答案：MBE优点：原子级厚度控制、原位表