III-V族化合物半导体的常用掺杂剂Si由于与N存在相互作用而在GaAsN材料体系中表现出复杂的掺杂特性。本论文利用典型高指数(n11) GaAs衬底表面的特殊原子构型来实现对N和Si在GaAs中并入行为的调制；在此基础上，对GaAsN外延材料中Si的掺杂机制及其与金属铜的接触界面特性做了详细研究。主要研究内容和结论概括如下：

1. 采用化学束外延的方法(Chemical Beam Epitaxy, CBE)在(100)、(311)A/B和(211)B GaAs衬底上外延生长了Si掺杂GaAsN材料。研究结果表明，相同生长条件下，N在不同衬底上并入量由高到低分别为(211)B、(311)B、(100)、和(311)A，高指数面上三键位的极性(Ga位或As位)和相应密度对上述现象起决定作用。

2. 利用Hall 效应测试、二次离子质谱等表征手段详细研究了GaAsN材料中生长取向和表面极性对 Si 掺杂行为的影响，深入分析了GaAsN中n型掺杂元素Si与N原子的相互作用机制。结果表明，采用(211)B和(311)B GaAs衬底外延生长GaAsN 材料，由于其表面存在利于 N 优先并入的三键 V 位，能够有效抑制Si-N 互钝化作用，提高了 Si 作为施主掺杂的效率，是一种获得掺杂可控高质量GaAsN外延薄膜的有效方法。与之相反， (311)A衬底表面则由于存在三键 III位，无益于N的并入，Si 与N的作用几率增大，Si-N互钝化效应增强，掺杂效率降低。

3. 基于(100)和(311)A/B GaAs衬底上生长的Si掺杂 GaAsN 外延层制作了Cu/GaAsN肖特基器件，利用 I-V和C-V测试系统分析了N的并入量和生长取向对肖特基器件电学性能的影响。研究发现随着N含量的增加，Cu/GaAsN肖特基二极管的J-V特性会逐渐偏离经典热电子发射理论，该现象与N相关缺陷态增多有关。(311)A GaAsN由于其界面化学反应活性低的特性易于与金属形成理想接触界面，所构建的器件表现出较好的肖特基特性：较小的理想因子和较高的势垒高度。而(311)B GaAsN 因表面富含As或N原子悬挂键易于与金属铜形成化合物界面层，导致其肖特基势垒较小，理想因子偏大。因此，不同取向的 GaAsN表面原子构型的特异性将决定其与金属的反应活性，进而影响电极接触的界面性质，这一因素在以高指数面和不同极性取向生长的GaAsN器件制作过程中应当被充分考虑。