氮化鎵材料制備工程師崗位招聘考試試卷及答案一、填空題（每題1分，共10分）1.氮化鎵的化學(xué)式為________。（GaN）2.GaN最穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)是________。（纖鋅礦）3.工業(yè)上GaN外延常用生長方法是MOCVD和________。（MBE/分子束外延）4.GaNp型摻雜常用元素是________。（Mg/鎂）5.藍(lán)寶石襯底與GaN的晶格失配率約為________%。（17）6.MBE的中文全稱是________。（分子束外延）7.GaN刻蝕常用等離子體氣體是________（寫1種即可）。（Cl?/BCl?）8.室溫下GaN的禁帶寬度約為________eV。（3.4）9.表征GaN厚度的常用方法是________（寫1種即可）。（臺(tái)階儀/XRD/SEM）10.HVPE的中文全稱是________。（氫化物氣相外延）二、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.適合大規(guī)模制備GaN外延片的方法是（）A.MBEB.MOCVDC.HVPED.液相外延答案：B2.GaNn型摻雜最常用的施主元素是（）A.MgB.SiC.ZnD.C答案：B3.藍(lán)寶石襯底上生長GaN，常用的緩沖層是（）A.AlNB.InNC.GaAsD.SiC答案：A4.與GaN晶格失配率最低的襯底是（）A.藍(lán)寶石B.SiCC.SiD.石英答案：B5.MOCVD生長GaN的氮源是（）A.NH?B.N?C.NOD.N?O答案：A6.表征GaN晶體質(zhì)量的核心方法是（）A.XRDB.AFMC.UV-VisD.臺(tái)階儀答案：A7.GaN外延層裂紋的主要原因是（）A.生長溫度低B.緩沖層過厚C.晶格失配應(yīng)力大D.氮源不足答案：C8.GaN器件常用歐姆接觸金屬是（）A.Ti/AlB.Au/NiC.Ag/AlD.Cu/Zn答案：A9.可生長GaN體單晶的方法是（）A.MOCVDB.MBEC.HVPED.濺射答案：C10.纖鋅礦GaN禁帶寬度隨溫度升高（）A.增大B.減小C.不變D.先增后減答案：B三、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.GaN常用襯底材料包括（）A.藍(lán)寶石B.SiCC.SiD.金剛石答案：ABCD2.MOCVD生長GaN的前驅(qū)體包括（）A.TMGaB.NH?C.TMAlD.SiH?答案：ABD3.GaN表征方法包括（）A.XRDB.AFMC.SEMD.UV-Vis答案：ABCD4.影響GaNMOCVD質(zhì)量的因素有（）A.生長溫度B.V/III比C.襯底均勻性D.前驅(qū)體純度答案：ABCD5.GaN應(yīng)用領(lǐng)域包括（）A.LEDB.功率器件C.射頻器件D.LD答案：ABCD6.GaNp型摻雜激活方法有（）A.熱退火B(yǎng).電子束輻照C.激光退火D.化學(xué)刻蝕答案：ABC7.HVPE生長GaN的特點(diǎn)是（）A.速率快B.適合體單晶C.成本低D.質(zhì)量高答案：ABCD8.GaN刻蝕常用氣體組合（）A.Cl?/BCl?B.CF?/O?C.Ar/O?D.H?/Cl?答案：AB9.關(guān)于GaN晶體結(jié)構(gòu)正確的是（）A.纖鋅礦六方對(duì)稱B.閃鋅礦立方對(duì)稱C.纖鋅礦禁帶更寬D.閃鋅礦更穩(wěn)定答案：ABC10.GaN器件鈍化工藝包括（）A.SiO?沉積B.Si?N?沉積C.Al?O?沉積D.光刻膠涂覆答案：ABC四、判斷題（每題2分，共20分）1.GaN是直接帶隙半導(dǎo)體，適合發(fā)光器件。（√）2.MBE生長溫度比MOCVD高。（×）3.AlN緩沖層可降低藍(lán)寶石與GaN的應(yīng)力。（√）4.Mg摻雜GaN無需退火即可激活。（×）5.HVPE生長速率比MOCVD快。（√）6.SiC與GaN晶格失配率約3.5%。（√）7.AFM可表征GaN表面粗糙度。（√）8.GaN禁帶寬度隨壓力增大而減小。（×）9.V/III比越高，GaN外延質(zhì)量越好。（×）10.HVPE可生長GaN體單晶。（√）五、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述MOCVD生長GaN的基本原理。答案：MOCVD利用金屬有機(jī)源（TMGa）和氫化物源（NH?）在加熱襯底表面反應(yīng)沉積GaN。前驅(qū)體由載氣（H?/N?）帶入反應(yīng)腔，在1000-1100℃下分解：Ga(CH?)?+NH?→GaN+3CH?，GaN原子在襯底表面遷移成核，外延生長為薄膜。通過控制流量、溫度、V/III比調(diào)節(jié)厚度、摻雜和質(zhì)量。2.GaN緩沖層的核心作用是什么？答案：①降低襯底與GaN的晶格/熱失配應(yīng)力，減少裂紋；②改善襯底表面活性，促進(jìn)GaN成核；③阻擋襯底雜質(zhì)擴(kuò)散，提高純度；④優(yōu)化界面特性，提升載流子輸運(yùn)。例如AlN緩沖層可緩解藍(lán)寶石與GaN的17%失配應(yīng)力。3.列舉3種GaN表征方法及用途。答案：①XRD：分析晶體結(jié)構(gòu)、晶格常數(shù)、位錯(cuò)密度；②AFM：表征表面粗糙度、晶粒尺寸；③SEM：觀察截面厚度、位錯(cuò)/裂紋；④霍爾效應(yīng)：測(cè)定載流子濃度、遷移率。（任選3種）4.簡述n型GaN的摻雜元素及機(jī)制。答案：常用Si（硅），其次Ge（鍺）。Si替代Ga位，價(jià)電子數(shù)（4）比Ga（3）多1，多余電子為自由載流子，實(shí)現(xiàn)n型摻雜；Ge替代同理。Si激活效率高，可通過SiH?流量調(diào)節(jié)濃度（101?-101?cm?3）。六、討論題（每題5分，共10分）1.藍(lán)寶石襯底生長GaN的問題及解決思路。答案：問題：①晶格失配（17%）導(dǎo)致高缺陷（10?cm?2）；②熱失配產(chǎn)生應(yīng)力裂紋；③襯底絕緣。解決：①引入AlN/低溫GaN緩沖層；②圖形化襯底（PSS）+ELOG技術(shù)降位錯(cuò)；③優(yōu)化生長參數(shù)（溫度、V/III比）；④制備Ti/Al歐姆接觸解決絕緣。2.比較MBE與MOCVD生長GaN的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：MBE優(yōu)點(diǎn)：原子級(jí)厚度控制、原位表