【外延论文】脉冲液相注入法生长外延 β-Ga₂O₃ 薄膜：极具前景的替代化学合成路线

        由法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学的研究团队在学术期刊 ACS Materials Au 发布了一篇名为 Pulsed-Liquid-Injection MOCVD of Epitaxial β-Ga₂O₃ Thin Films as a Promising Alternative Chemical Route（脉冲液相注入法生长外延 β-Ga₂O₃ 薄膜：极具前景的替代化学合成路线）的文章。

摘要

        近年来，β-Ga₂O₃ 薄膜的开发在功率电子器件领域受到了越来越多的关注。本文中，该团队研究了在 c 面蓝宝石基底上，采用脉冲液体喷射金属有机化学气相沉积（PLI-MOCVD）技术生长 β-Ga₂O₃ 薄膜这一相对未被充分探索的方法。与传统 MOCVD 相比，雾化与闪蒸过程使得化学前驱体能够在室温下更精确地配量，从而实现了可持续性和镓的临界性。通过使用三乙基镓和氧气分子，该团队展示了 PLI-MOCVD 外延生长的 β-Ga₂O₃ 薄膜，其生长速率约为 148±5 nm/h，均方根（RMS）表面粗糙度为 1.5±0.1 nm。由多个旋转畴组成的 β-Ga₂O₃ 薄膜具有单晶特性，揭示了以下外延关系：β-Ga₂O₃ (-201) || α-Al₂O₃ (003) 和 β-Ga₂O₃ (020) || α-Al₂O₃ (300)。这些 β-Ga₂O₃ 薄膜完全符合化学计量比，光学带隙能为 4.8±0.2 eV。碳的存在可能在某种程度上替代了氧位点，这最终解释了光谱分析中黄光到紫外光发射带的一部分。这些发现表明，在垂直冷壁配置下的 PLI-MOCVD 是一种有前景的可重复化学途径，用于获得高质量的外延 β-Ga₂O₃ 薄膜，同时与绿色化学的效率与安全相关原则高度契合。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsmaterialsau.6c00011