邵凯恒，夏嵩渊，张育民,4,5,王建峰,4,5,徐 科,4,5

(1.中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院，合肥 230026；2.中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，苏州 215123；3.上海科技大学物质科学与技术学院，上海 201210；4.苏州纳维科技有限公司，苏州 215123;5.中国科学院纳米光子材料与器件重点实验室，苏州 215123)

0 引 言

氮化镓(gallium nitride, GaN)作为第三代半导体，具有高击穿场强、高饱和电子漂移速率，抗辐射能力强和化学稳定性良好等优良特性，在射频微波器件[1-2]以及电力电子等器件[3-4]应用方面有着很大的优势。基于GaN材料的高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor, HEMT)的高频、耐压、耐高温、耐恶劣环境能力很强，而且氮化物材料本身的自发极化和压电极化效应，可以显著提高HEMT材料结构中的二维电子气密度和迁移率[5]。

GaN单晶衬底制备的HEMT在沟道层的位错密度只有异质HEMT的千分之一，可以避免一系列漏电问题，大幅度降低器件功率损耗，提高器件的寿命与可靠性[6]。目前GaN基HEMT器件没有达到理论上的性能指标，是因为实际制备中有很多不可回避的问题[7-9]。

限制GaN同质器件发展的一个问题是：GaN同质外延在界面处存在杂质聚集现象[10-12]，杂质聚集含量远高于衬底与外延层的背景掺杂浓度。在HEMT器件中，二次生长界面是一个不可控的副沟道[13-14]，电流从副沟道中导通，栅极无法完成对源极、漏极之间的电流控制[15-17]。研究者的解决方案是：在外延器件核心区域之前，先外延一层足够厚的半绝缘GaN用来隔绝器件工作区域和界面处，但是依旧达不到理想的开关效果。……