4-1 不同基板之量測分析
實驗使用的氮化鎵基板分為兩組。一為使用 MOCVD 成長，在藍寶石(Al2O3) 基板上先成長一層低溫氮化鎵緩衝層以獲得較佳磊晶品質，再於其上成長一層厚 放射（blue band），而厚膜並沒有，blue band 主要是由點缺陷(point defect) 造成的，由此可知氮化鎵厚膜的點缺陷密度較薄膜的少很多。同時也發現這兩個 以及 135 arcsec，由此可知厚膜的晶格品質相較於薄膜好很多，也比較整齊。
因為(002)方向的 XRD ω-curve 的半高寬越寬表示 screw dislocation 量越大，
所以由這張圖也可以看出厚膜的 screw dislocation 較薄膜的少。
4-1-2 基板表面缺陷密度之討論
on sapphire freestanding unit mobility 208 269 cm^2/V-s carrier con. 7.11*10^16 1.334*10^18 cm^-3
表 4-1-1 氮化鎵基板之電性參數
獨立式氮化鎵基板的電子遷移率比在藍寶石上的薄膜還要高，主要是因為 HVPE 成長之厚膜的晶格較薄膜整齊，即晶格錯位的情形較不嚴重，所以聲子散 射(phonon scattering)的現象較小，因此電子遷移率(mobility) 較大。在載子 濃度(carrier concentration) 方面，HVPE 再成長之厚膜較薄膜的高，我們推 測這是磊晶過程中的雜質濃度與點缺陷產生。 (interface state or trap)會比較多，所以漏電流較容易產生，而且元件的最 大電場通常會發生在金屬電極的邊緣，因此最大電場將發生在狀態（trap）比較 多的氮化鎵基板表面，因此崩潰電壓(breakdown voltage)會比較小；反觀縱向
元件，電流是由上往下穿過氮化鎵基板，比較不會受到表面狀態的影響，且元件
Js＝A*T2exp（−qΦB/kT）
可求得三種元件的蕭特基能障(schottky barrier height)及理想因子(ideality factor)，其值為下表所示：
Sapphire(L) free(L) free(V) SBH 0.75 0.79 0.87 200nm 擴散到 250nm；金元素分部也從原本界線分明變成雙峰面貌，在 100~130nm 的部分也有高含量的金元素與鎳、氮、鎵等元素重疊。
我們再利用 XRD θ-2θ的量測來了解介面處的元素間的鍵結情況(圖 4-4-3)，我 們可以發現氮化鎵與金屬接觸的介面，經過快速熱退火 500℃之後，產生一些新 的 Ni-Ga 的鍵結，使得蕭特基位能障變高，漏電流也可有效降低[10-11]。快速 熱退火不只可以產生新的鍵結，也會將金屬與半導體的接觸面重新安排，減少介 面狀態(interface state)，此現象也會使逆向偏壓下的漏電流下降許多。
4-5 光響應度量測結果分析
成為電子通過蕭基能障的踏板，這些 trap 大部份都是由缺陷(dislocation)所造 成的。
圖 4-5-3 為以上兩種元件在外加偏壓-2V 下的光響應度比較圖，
再利用 2-5 的觀念與公式，求得以下參數：
sapphire free UV to visible 8.2*10^2 2.3*10^3
圖 4-1-1 氮化鎵薄膜之 PL 量測圖
圖 4-1-2 氮化鎵厚膜之 PL 量測圖
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圖 4-1-3 兩種不同基板之 XRD ω-curve 量測圖
圖 4-2-1 on sapphire 薄膜元件(a~d)之電流電壓圖
圖 4-2-2 on sapphire 薄膜元件(e~f)之電流電壓圖
圖 4-2-3 蕭特基電流電壓圖 (1)藍色線:薄膜上的側向元件 (2)綠色線:厚膜上的側向元件
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圖 4-3-1 蕭特基電流電壓圖 (1)綠色線:橫向電流元件(lateral) (2)紅色線:縱向電流元件(vertical)
(a) (b)
圖 4-3-2 (a)橫向 (b)縱向 電流蕭特基二極體側視圖
圖 4-4-1 經過不同熱退火後的電流電壓圖
(a)
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(b)
圖 4-4-2 蕭特基金屬(a)無熱退火 (b)熱退火 500℃/30s 之 SIMS 量測圖
(a)
(b)
圖 4-4-3 分別為 (a)無 RTA 處理以及 (b)RTA 後蕭特基接觸的 XRD 量測圖
圖 4-5-1 薄膜上的元件經過 RTA(500℃/30 秒)處理的光響應度量測圖
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圖 4-5-2 厚膜上的縱向元件經 RTA(500℃/30 秒)處理的光響應度量測圖
圖 4-5-3 (1)藍線:薄膜 (2)紅線:厚膜 上的元件經過 RTA(500℃/30 秒) 處理的光響應度量測圖