【国际论文】通过AlOx中间层实现的在III-氮化物上通过MOCVD生长的高质量异质外延氧化镓

        近期，由美国西北大学在科学期刊《Applied Physics Letters》中发表了一篇名为High-quality MOCVD-grown heteroepitaxial gallium oxide growth on III-nitrides enabled by AlO_x interlayer（利用AlO_x中间膜在 III 族氮化物上生长出高质量的 MOCVD 异质外延氧化镓）的文章。

摘要

        我们发表了在一个金属有机化学气相沉积（MOCVD）反应器中，在AlGaN/AlN/蓝宝石衬底上一次性生长得到的高质量Ga₂O₃。在Ga₂O₃与AlGaN的界面使用AlOx中间层，尽管两种材料系统之间存在高度晶格失配，但AlOx中间层被发现可以实现在AlGaN上生长单晶Ga₂O₃。由此得到的氮化物/氧化物异质结构展现出了卓越的材料质量，这是通过结构、电学和光学表征技术得到的。特别是在与蓝宝石基底上的Ga₂O₃外延层以及蓝宝石衬底上的AlGaN/AlN异质结构的单个电子迁移率相比，该氮化物/氧化物异质结构的电子迁移率显著提高。迁移率的提高标志着在实现下一代功率电子器件和晶体管方面迈出了重要一步。

图1. (a) 异向外延 III-氮化物/氧化物外延层的 SEM 横截面图像。(b) 显示无氧化铝夹层和有氧化铝夹层薄膜表面形态的顶视 SEM 图像。(c) Ga₂O₃ 外延层的 RMS 值与 AlOx 中间膜沉积时间的函数关系。