【外延论文】通过 MOCVD 生长出具有快速生长速率（>4.3 μm/h）、低可控掺杂和优异传输特性的 β-Ga₂O₃

        由美国俄亥俄州立大学的研究团队在学术期刊 Applied Physics Letters 发布了一篇名为 MOCVD growth of β-Ga₂O₃ with fast growth rates (>4.3 μm/h), low controllable doping, and superior transport properties（通过 MOCVD 生长出具有快速生长速率（>4.3 μm/h）、低可控掺杂和优异传输特性的 β-Ga₂O₃ ）的文章。

摘要

        使用三甲基镓 (TMGa) 作为 Ga 前驱体，通过金属有机化学气相沉积 (MOCVD) 综合研究了 Si 掺杂 β 相 (010) Ga₂O₃ 外延薄膜。快速生长厚 (010) β-Ga₂O₃ 薄膜面临的两个主要挑战包括高杂质碳 (C) 掺入和由于嵌入式 3D 金字塔形结构的形成而导致的粗糙表面形态。在这项工作中，两种不同类型的氧源（高纯度 O₂ > 99.9999% 和 O₂* 含 10 ppm [H₂O]）用于 β-Ga₂O₃ MOCVD 生长。我们的研究表明，当使用 O₂* 时，β-Ga₂O₃ 外延膜中 3D 缺陷的大小和密度显着降低。此外，使用 2° 偏离切割角的离轴 (010) Ga₂O₃ 衬底可进一步减少 β-Ga₂O₃ 中缺陷的形成，并具有快速生长速率。为了抑制 MOCVD β-Ga₂O₃ 中 C 的掺入，我们的研究结果表明，高 O₂（或 O₂*）流速是必不可少的。对于使用 2000 sccm 的高 O₂（O₂*）流速生长的 β-Ga₂O₃，在 1.3 × 10¹⁸ – 7 × 10¹⁵ cm⁻³ 的掺杂范围内，实现了高达 110–190 cm²/V·s 的优异室温电子迁移率。对于使用 2000 sccm 的高 O₂（O₂*）流速生长的 β-Ga₂O₃，C 掺入显着抑制，从约 10¹⁸ cm⁻³ 降低到 < 5 × 10¹⁶ cm⁻³（[C] 检测限）。这项工作的结果将为开发用于垂直配置的高功率电子器件所需的高质量、厚 β-Ga₂O₃ 薄膜提供指导。

原文链接：

https://doi.org/10.1063/5.0238094