【外延论文】高生长速率 MOCVD 法生长 β-Ga₂O₃ 中的缺陷演变与载流子补偿

        由美国俄亥俄州立大学的研究团队在学术期刊 APL Materials 发布了一篇名为 Defect evolution and carrier compensation in high-growth rate MOCVD-grown β-Ga₂O₃（高生长速率 MOCVD 法生长 β-Ga₂O₃ 中的缺陷演变与载流子补偿 ）的文章。

摘要

        采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术，以三甲基镓（TMGa）作为镓前驱体生长的 β 相氧化镓（β-Ga₂O₃）最近引起了人们的兴趣，被视为三乙基镓（TEGa）的替代品。这种方法能够实现高压 β-Ga₂O₃ 功率器件中厚漂移层所需的高生长速率。与基于 TEGa 的生长相比，TMGa 对深能级缺陷掺入和载流子补偿的影响在很大程度上仍未被探索。本文通过对在系统变化的一组生长条件下生长的 β-Ga₂O₃ 进行深能级光学和热（瞬态）缺陷光谱（DLOS 和 DLTS）测量，揭示了 TMGa 流量对带隙内单个补偿受主类缺陷态浓度有强烈影响。深能级光谱主要由一个迄今未报道的 E_C-1.6 eV 态主导，其浓度随 TMGa 流量单调增加。光照 C-V 测量表明，这种新态占载流子补偿总量的 90 % 以上。使用 DLTS 测量的另一个 E_C-0.6 eV 态也随 TMGa 流量单调变化，但对载流子补偿的贡献不到 5 %。E_C-1.6 eV 陷阱浓度与二次离子质谱法测量的生长系列中的碳浓度呈相关性。这一趋势与密度泛函理论预测的该能量附近碳相关受主跃迁相关。这些结果确定了 E_C-1.6 eV 能级为使用 TMGa 以高生长速率生长的 MOCVD-β-Ga₂O₃ 中的主要补偿受主，并为生长优化提供了指导，以减轻高压 β-Ga₂O₃ 器件所需厚漂移层中的载流子补偿。

原文链接：

https://doi.org/10.1063/5.0325051