【外延论文】β-Ga₂O₃/4H-SiC 异质外延的压力驱动生长机制和均匀性分析

        由中国科学院半导体研究所的研究团队在学术期刊 Surfaces and Interfaces 发布了一篇名为 Pressure-driven growth mechanisms and uniformity analysis of β-Ga₂O₃/4H-SiC heteroepitaxy（β-Ga₂O₃/4H-SiC 异质外延的压力驱动生长机制和均匀性分析）的文章。

摘要

        在 β-Ga₂O₃ 的异质外延生长过程中，反应腔体内的压力对外延层的质量与均匀性起着关键作用。本研究采用低压化学气相沉积法（LPCVD），在 4H-SiC 衬底上进行 β-Ga₂O₃ 的异质外延生长。研究结果显示，外延层的厚度、表面粗糙度与晶体结构均与衬底到源头之间的距离呈线性相关。通过光学干涉分析，可基于颜色实现厚度的有效估算，并用于确认生长均匀性。本研究揭示了压力驱动的生长机制：在高压下，有利于 β-Ga₂O₃ 的成核过程；而在低压阶段，则促进择优取向的外延生长。通过相结构和元素分析发现，压力对氧空位具有显著影响。X 射线衍射（XRD）结果显示，(-202) 晶面具有窄的衍射峰（0.34°），表明晶体质量较高。此外，所制备的 β-Ga₂O₃/4H-SiC 异质结二极管展现出良好的整流特性，验证了其在光电探测器和高功率器件中的应用潜力。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.surfin.2025.106607