Abstract
本實驗中，將GaN/AlGaN/SiC試片做高溫退火處理，共分為 500℃、700℃與900℃退火，與一組未退火試片。分析顯微結構的部分，利用穿透式電子顯微鏡(TEM)以及X光能量分散譜儀(EDS)，瞭解鋁原子在高溫退火之後所發生的變化。並且利用四點探針量測電性，探討在高溫退火之後，試片的電性與鋁原子偏析的關係。利用有機化學氣相沈積法(MOCVD)成長氮化鋁鎵孕核層，由於孕核層與基板之間晶格的不匹配，導致差排大量的產生。而利用退火處理，將試片加熱至500℃以上的溫度，並且持溫兩個小時，則隨時間的增加，使其能夠輕易的越過活化能障。則差排能夠較容易移動。因為晶格不匹配的緣故，而導致孕核層一開始有較高的差排密度，則正刃差排與負刃差排互相吸引移動而相消、左螺旋差排與右螺旋差排相消，使整體差排密度會相對的減少。因正刃與負刃兩平行差排，在可擴散的高溫，位於同一滑移面上將會互相吸引，最後兩差排將會消失。所以，在量測退火過的試片與未退火試片的差排密度比較，則差排密度的確有明顯的降低。在高溫退火後，量測氮化鋁鎵孕核層中差排上及其附近鋁原子的分佈。結果發現，退火在較低溫時，鋁原子都偏析聚集在差排上，因為鋁原子會因與差排的應變場作用而被吸引住。而控制溶質原子在吸引力作用下的移動速率是溶質原子在晶格的擴散速率。在將退火溫度升到500℃時，則擴散速率會較快，則鋁原子就會很快的集中在差排，但將退火溫度升到700℃以上時，鋁原子聚集在差排上明顯的降低，而差排旁邊的晶格上鋁原子有明顯的增多。由於界面處與差排中心位置為應變能較高的地方，所以鋁原子會先往此兩處移動以降低應變能。當退火溫度越高時，鋁原子一直往差排中心及界面處移動，但當差排中心的鋁原子飽和時，則過多的鋁原子會繼續往界面移動，所以就會造成在退火溫度越高時，差排中心兩旁的鋁原子濃度有越來越高的趨勢。在電性的研究方面，從最後的量測結果可以發現，退火之後所量測到的電阻值的確有明顯的下降趨勢。其原因為在試片內部最大的改變為差排密度的減少，晶格減少了扭曲應變，比較不會散射電子，使得電子較能夠輕易的通過晶體，所以量測到的片電阻值因而下降。