本文將探討以電漿輔助分子束磊晶成長的方式，在藍寶石基板上成長氮化鋁鎵/氮化鎵異質結構樣品與其特性分析。目前我們一直想提高我們樣品的載子遷移率，來做高電子遷移率的電子元件，而當樣品具有高電子遷移率，若我們在作低溫系統下的電性量測時，才會有很明顯Shubnikov-de Haas的震盪訊號，以及在做訊號的傅利葉（Fourier）轉換時，才會有明顯鋒值，因此我們就可以利用這些量測，來分析我們的樣品，改變實驗參數，以提高樣品材料的品質，與元件的性能(1)。
而在此批樣品中，我們試著去改變樣品緩衝層氮/鋁的比例，樣品A、B、C、D氮/鋁比分別為40、26、23、12。以霍爾量測與原子力顯微鏡所得到的數據顯示，主要影響我們樣品載子遷移率減少的原因為錯位散射（dislocation scattering）。又我們可從X光繞射分析實驗得到，主要影響的錯位形式為邊緣錯位（edge dislocation）。改變樣品的成長條件，減少錯位的產生，可以讓我們室溫的載子遷移率由387 cm2/Vs提升至1224 cm2/Vs ，在液態氮溫度下可以達到3705 cm2/Vs ，如此我們便可以利用高載子遷移率的樣品，在低溫下探討SdH或量子霍爾效應，以改進元件材料的品質。

In this paper we will discuss the characteristic of AlGaN/GaN heterostructure grown on sapphire by plasma-assisted molecular-beam epitaxy.
In this series of samples, we try to change the ratio of buffer layer N/Al, the ratio from sample A to sample D is 43、26、23、12. We used the Hall measurement、AFM and X-ray to analyze the series of samples. From the Hall measurement and AFM, we found that the dislocation scattering is the mainly reason which cause the mobility increasing or decreasing. From X-ray, we can get that the mainly dislocation type is edge dislocation.
The density of edge dislocation decreased due to vary the growth conditions. In our samples, the mobility in the room temperature increase from 387 cm2/Vs to 1224 cm2/Vs and in the liquid nitrogen temperature the mobility achieve 3705 cm2/Vs.

中文摘要 3
英文摘要 4
第一章 前言 5
第二章 量測系統與原理 11
2-1 霍爾效應 11
2-2 原子力顯微鏡 16
2-3 X 光繞射儀 24
第三章 實驗儀器與步驟 27
3-1 霍爾量測 23
3-1-1 量測儀器 27
3-1-2 樣品試片的製作 28
3-1-3 數據量測 31
3-2 原子力顯微鏡 34
3-2-1 量測儀器 34
3-2-2 實驗步驟 35
第四章 實驗結果與討論 40
4-1 樣品設計 40
4-2 霍爾量測數據 41
4-3 AFM掃瞄圖 49
4-4 X光繞射分析 56
第五章 結論 62
參考資料 64

(1) Ming Hong Gau ,Growth and characterization of AlxGa1-xN/GaN heterostructures. 碩士論文，中山大學（2003）
(2) Ikai Lo, W. T. Wang, M. H. Gau, J. K. Tsai, S. F. Tsay, and J. C. Chiang, Appl. Phys. Lett. 88, 082108 (2006)
(3) Ikai Lo, J. K. Tsai, M. H. Gau, Y. L. Chen, Z. J. Chang, W. T. Wang, J. C. Chiang, and K. R. Wang, Phys. Rev. B 74, 245325 (2006)
(4) M. J. Manfra, L. N. Pfeiffer, K. W. West, H. L. Stormer, K. W. Baldwin, J. W. P. Hsu,and D. V. Lang, Appl. Phys. Lett. 77, 2888 (2000)
(5) Introduction to Solid State Physics 第七版, KITTEL.
(6)許樹恩,吳太伯, x光繞射原理與材料結構分析,中國材料科學學會(2004)
(7)Kuang-Yao Chen, Characterization of GaN/AlGaN heterostructures grown by molecular beam epitaxy, 碩士論文，中山大學 (2005)
(8) Jian Bang Yu, Process and analysis of nano wire in InGaAs/AlInAs by focused ion beam. 碩士論文，中山大學 (2006)
(9) Physical Foundations of Solid-State Devices, E. F. Schubert (2006)
(10) L. Hsu, Phys. Rev. B 56, 1520 (1997)
(11) Maosheng Hao, Takashi Egawa, Hiroyasu Ishikawa, Journal of Crystal Growth 285 (2005) 466–472
(12) L. Vegard, Zeit. F. Physic 5, 17 (1921)
(13) B. Heying, X. H. Wu, S. Keller, Y. Li, D. Kapolnek, B. P. Keller,
S. P. DenBaars, and J. S. Speck, Appl. Phys. Lett. 68, 643 (1996)