由于具有高的室温电子迁移率特点，(Al,Ga)Sb/InAs二维电子气（two-dimensional electron gas，2DEG）体系是制备高速、低噪声和低功耗电子器件的理想材料。实验发现，当(Al,Ga)Sb/InAs 2DEG外延在（001）取向的衬底（如InP和GaAs）上时，电子迁移率的大小与晶体取向有关，表现出各向异性的特点。在以往的研究中，该体系电子迁移率的各向异性被简单归因于穿透位错所引起的形貌各向异性，其它可能的物理机制尚未见报道。考虑到各向异性的电子迁移率可能会对电子器件的设计及性能产生影响，因此，有必要对该各向异性的物理起源进行深入研究。

近日，中国科学院半导体研究所赵建华课题组研究了Al0.75Ga0.25Sb缓冲层厚度和Al1-xGaxSb下势垒层组分对(Al,Ga)Sb/InAs 2DEG中电子迁移率各向异性的影响。他们发现，当Al0.75Ga0.25Sb缓冲层较厚时，电子迁移率各向异性主要由InAs层中沟槽对电子的各向异性散射引起，各向异性较大且随温度的升高而单调减小；当Al0.75Ga0.25Sb缓冲层较薄时，电子迁移率各向异性主要与压电极化散射有关，各向异性较小且表现出非单调性的温度依赖性。

上述结果给出了(Al,Ga)Sb/InAs 2DEG体系中电子迁移率各向异性物理起源的系统研究结果，同时为相关电子器件的设计提供了参考。

图1.（a）L型Hall bar器件；（b）样品结构示意图，其中Ga含量和下势垒层Al1-xGaxSb厚度如表中所示。

图2. (a) 电流平行[-110]和[110]方向时样品A中电子迁移率随温度的变化关系；（b）样品A的参数α和β随温度的变化关系。

图3.（a）样品B1的参数α和β随温度的变化关系；（b）样品B1-B4的参数α随温度的变化关系。

文章信息：

Electron mobility anisotropy in (Al,Ga)Sb/InAs two-dimensional electron gases epitaxied on GaAs (001) substrates

Qiqi Wei, Hailong Wang, Xupeng Zhao, Jianhua Zhao

J. Semicond. 2022, 43(7): 072101

doi: 10.1088/1674-4926/43/7/072101

Full Text: http://www.jos.ac.cn/en/article/doi/10.1088/1674-4926/43/7/072101

来源：半导体学报2022年第7期-中文导读