【衬底论文】采用光学浮区技术生长的 β-Ga₂O₃ 单晶的各向异性力学特性

        由印度安那大学的研究团队在学术期刊 Materials Science in Semiconductor Processing 发布了一篇名为 Anisotropic mechanical properties of β-Ga₂O₃ single crystals grown by optical floating zone technique（采用光学浮区技术生长的 β-Ga₂O₃ 单晶的各向异性力学特性）的文章。

摘要

        采用光学浮区法生长出了 β-Ga₂O₃ 单晶。通过优化金刚石线切割工艺，制备出了厚度为 1.5  mm 的 β-Ga₂O₃ 晶圆。利用光学显微镜观察了（100）和（010）晶面抛光过程中的材料去除机制。对生长后和退火后的样品进行硬度测量，（100）取向的硬度值在约 5.63 ~ 5.16 GPa 之间，（010）取向的硬度值在约 7 ~ 6.41 GPa 之间。这种硬度值差异以及（100）和（010）晶面材料去除机制的不同，通过原子排列、表面能和键合情况得到了解释。提出了以金刚石为磨料的合适去除系统。研究了磨料与 β-Ga₂O₃ 晶圆之间的相互作用，并记录了抛光过程中每个步骤磨料的透射电子显微镜图像。为两种取向都努力获得抛光配方以优化配方。在抛光的每个步骤中，使用光学显微镜报告了材料去除趋势。原子力显微镜对完全抛光的 β-Ga₂O₃ 晶圆的图像显示其表面均匀，粗糙度值约为 1 nm。采用传统和优化的抛光配方抛光晶圆后，制备了肖特基势垒二极管。对二极管进行了电学特性测试，并报告了抛光对器件性能的影响。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.mssp.2025.109600