【外延论文】MOCVD 生长 β-Ga₂O₃ 的高温光致发光研究：掺杂与晶体质量的影响

        由美国得克萨斯大学奥斯汀分校的研究团队在学术期刊 ACS Applied Electronic Materials 发布了一篇名为 High-Temperature Photoluminescence Study of MOCVD-Grown β-Ga₂O₃: Effects of Doping and Crystallinity（MOCVD 生长 β-Ga₂O₃ 的高温光致发光研究：掺杂与晶体质量的影响）的文章。

摘要

        β-Ga₂O₃ 作为一种超宽禁带半导体，在高功率电子器件中具有重要应用潜力，因其宽禁带（∼4.9 eV）、高击穿电场以及可获取的大尺寸衬底。然而，在高温下器件性能衰减仍然是主要挑战。本文系统研究了金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长的 β-Ga₂O₃ 的温度依赖光致发光（PL）特性，重点探讨了硅（Si）掺杂、后生磷（P）离子注入以及晶体质量对 PL 的影响。在 298–573 K 温度范围内，使用 224 nm 高于带隙的激发光，我们观察到三条主要发射带：UV′（∼345 nm）、UV″（∼378 nm）和蓝光（∼435 nm），其强度和波长位置随缺陷与杂质状态呈现显著不同的演化。Si 掺杂抑制浅能级缺陷发射，并在高温下引起蓝光发射的蓝移，表明缺陷可能发生重构。P 注入进一步抑制了浅陷阱的辐射复合，并改变了中间态缺陷的热稳定性。通过高温生长和衬底偏切提高晶体质量，可显著增强 PL 强度及热稳健性。本研究首次定量关联了掺杂、注入和晶体质量与 PL 热稳定性，为缺陷演化提供了重要见解，并为优化 β-Ga₂O₃ 的生长和掺杂策略以提升高温高功率电子器件的性能与可靠性提供了指导。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsaelm.5c01835