【衬底论文】注入硼的 β-Ga₂O₃ 单晶的结构和性质

        由俄罗斯下诺夫哥罗德大学的研究团队在学术期刊 Vacuum 发布了一篇名为 Structure and properties of boron-implanted β-Ga₂O₃ monocrystals（注入硼的 β-Ga₂O₃ 单晶的结构和性质）的文章。

摘要

        氧化镓（Ga₂O₃）是极具应用潜力的重要宽禁带半导体材料之一。通过掺入与镓（Ga）等价的元素，可调控该半导体的关键性能。然而，针对硼（B）——等价元素中原子质量最小且离子半径差异最大的杂质——在 Ga₂O₃ 中的掺杂研究仍十分有限。本研究以（-201）晶面取向的 β-Ga₂O₃:Fe 样品为对象，系统分析了硼离子注入对其结构与性能的影响，并发现了一些有趣的现象。在特定注入量下，样品中形成了 γ 相（此前仅在部分离子辐照的 β-Ga₂O₃ 中观察到该现象），但在更高硼离子（B⁺）注量下，γ 相的存在未被证实。退火后，硼的分布曲线在低注入量下呈单峰模式，而在高注入量下表现为双峰模式。实验表明，高硼注量辐照会导致注入态样品的带隙减小，而第一性原理计算预测带隙会随硼浓度升高而增大。此外，注入后退火促进了导电层的形成。本研究揭示了硼相较于其他与镓等价的杂质在掺杂行为上的特殊性。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2025.114129