【外延论文】高温衬底通过射频磁控溅射外延沉积 β-Ga₂O₃ 薄膜

        由俄罗斯达吉斯坦国立大学的研究团队在学术期刊 Vacuum 发布了一篇名为 Epitaxial Deposition of β-Ga₂O₃ Films by Radio-Frequency Magnetron Sputtering at Elevated Substrate Temperatures（在升高的衬底温度下通过射频磁控溅射外延沉积 β-Ga₂O₃ 薄膜）的文章。

摘要

        本研究首次通过射频磁控溅射技术，在 1000–1200 °C 的高衬底温度下，成功实现了 β-Ga₂O₃ 薄膜在 (0001) 蓝宝石衬底上的外延生长。为解决真空环境下红外透明蓝宝石衬底加热效率低的问题，引入了钽背衬层，确保了外延生长所需的均匀热条件。结构分析（XRD、RHEED）证实了单域外延取向，其具有低镶嵌度和高晶体有序度；原子力显微镜显示表面平滑，均方根粗糙度约为 1.9 nm，符合二维生长模式。拉曼光谱呈现出分辨清晰的 β-Ga₂O₃ 声子模态，其峰位相对于参考值发生偏移，表明晶格处于相干应变状态。测得光学带隙约为 5.0 eV，高于块体 β-Ga₂O₃，这可归因于拉伸应变及蓝宝石衬底可能引入的铝元素。这些发现开辟了通过射频磁控溅射技术获得高质量外延 β-Ga₂O₃ 薄膜的新途径，使其在日盲光探测器、紫外光电子器件及电力电子设备领域具有极高应用价值。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2025.114840