【国际论文】脉冲电子沉积技术生长的β-Ga₂O₃薄膜的四价元素掺杂

摘要

        脉冲电子沉积（PED）技术被用于探索 β-Ga₂O₃ 薄膜的 n 型掺杂。在低温（500°C）条件下，使用自制的含不同量锡、锗和锆的靶材在（0001）蓝宝石上沉积薄膜。未掺杂的薄膜显示纯 β-Ga₂O₃ 相，具有高结晶度和绝缘特性，电阻率值高于 10⁷ Ω cm。引入锡会导致形成同时包含 α- 和 β-Ga₂O₃ 的薄膜，电阻率约为 10⁵ Ω cm。用锗掺杂可形成高质量的 β-Ga₂O₃ 层，但电阻率较高（约 10⁶ Ω cm）。锆被确定为最有效的掺杂剂，可形成单相外延 β-Ga₂O₃ 薄膜，电阻率低（约 5 Ω cm）。本研究表明，PED 技术是一种在低温下沉积高质量外延 β-Ga₂O₃ 薄膜的有效方法，无需使用复杂或有毒的前驱体即可简单探索掺杂。

图 1. 初始 Ga₂O₃ 粉末（红线）和烧结靶材（蓝线）的 XRD 图。

图 2. 以未掺杂的 Ga₂O₃ 靶材（红色）为起点，在 14 kV 电压下通过 PED 沉积的薄膜的 XRD 图样（a）和 Φ-scan（b）。XRD 图谱强度以对数刻度表示。

DOI：

doi.org/10.1016/j.jallcom.2025.180581