【外延论文】Ga₂O₃ 异质外延薄膜的 Mist-CVD 过程中的挑战和解决方案

        近期，由捷克科学院的研究团队在学术期刊 Materials Science in Semiconductor Processing 发布了一篇名为 Challenges and solutions in Mist-CVD of Ga₂O₃ heteroepitaxial films（Ga₂O₃ 异质外延薄膜的 Mist-CVD 过程中的挑战和解决方案）的文章。

摘要

        雾化学气相沉积 (mist-CVD) 近来引起了广泛关注，作为一种简便、经济、环保的 Ga₂O₃ 薄膜沉积方法。本文探讨了阻碍高质量 Ga₂O₃ 外延薄膜制备的一些挑战和问题。基于对气体流动的数值模拟，我们表明使用风扇将空气引入水平生长反应器，可以避免涡流和气雾速度的波动，而这些波动在使用传统载气输送系统时会出现。我们还证明了乙酰丙酮酸镓中存在的有机配位体会导致 Ga₂O₃ 薄膜的碳热解污染，从而严重影响光学和形态特性，并可能导致对光带隙的错误估计。事实证明，通过提高生长温度、在富氧条件下生长或使用无碳前驱体（如 GaCl₃），可以减少碳污染。我们进一步通过实验证明，当 Ga₂O₃ 厚度增加时，会形成多相外延薄膜，这可能是由于热应力增强所致。最后，我们通过实验表明，在反应器区域，在 Ga₂O₃ 薄膜顶部会形成非化学计量的 GaO_xCl_yH_z 微颗粒，气溶胶会完全蒸发，形成蒸汽环境。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.mssp.2024.109063