【外延论文】通过原子层沉积在蓝宝石衬底上生长掺硅 Ga₂O₃ 薄膜的不同生长模式

        由西安邮电大学的研究团队在学术期刊 Journal of Alloys and Compounds 发布了一篇名为Different Growth Modes of Si Doped Ga₂O₃ Films on Sapphire Substrates via Atomic Layer Deposition（通过原子层沉积在蓝宝石衬底上生长掺硅 Ga₂O₃ 薄膜的不同生长模式）的文章。

摘要

        作为超宽禁带半导体，Ga₂O₃ 在功率器件和日盲光探测器领域具有广阔的应用前景。掺杂是调控半导体电导率的必要技术，而基于原子层沉积（ALD）技术的掺杂生长模式因其逐层生长特性而独具特色。本文首次采用 ALD 法在蓝宝石衬底上制备了硅掺杂 Ga₂O₃ 薄膜，同时采用了传统 GaOSiO 与独特的 Ga(Si)O 两种掺杂模式。元素分析表明，Ga(Si)O 样品的硅含量略低于 0.5 % 掺杂的 GaOSiO 样品。结构特征表明，Ga₂O₃ 薄膜呈现高度优先的 β 相多晶 (-201) 向，但晶体质量随硅掺杂量增加而下降。电流-电压测量显示，掺硅 Ga₂O₃ 薄膜的最佳电学性能比未掺杂样品高六个数量级。通过第一性原理计算，分别构建了模拟 Ga(Si)O 和 GaOSiO 样品的掺硅块体及层状 Ga₂O₃ 原子结构，清晰揭示了掺杂剂周围的变形程度与电荷转移现象。这些结果对基于 Ga₂O₃ 的微电子器件应用具有重要意义。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2025.185863