【国际论文】提高 Cz 法生长的 (100) β-Ga₂O₃ 晶体的完美性

      近期，由俄罗斯Ioffe研究所的研究团队在学术期刊《Journal of Crystal Growth》发布了一篇名为Enhancing the perfection of bulk (100) β-Ga₂O₃ crystals grown by Czochralski method（提高 Cz 法生长的 (100) β-Ga₂O₃ 晶体的完美性）的文章。

摘要

      氧化镓是一种前景广阔的超宽禁带半导体材料，适用于高压电子设备。β-Ga₂O₃晶体可用作器件结构的衬底。现在所面临最大的挑战是如何生长出具有低缺陷密度、高晶体完美性的晶体。

      本研究采用Czochralski法生长了一个长度约20mm、高度20mm的晶锭。从晶体上沿(100)解理平面切割出尺寸约为（10 × 5 × 3）mm³的晶片。

      通过XRD研究表明，晶体是单斜单相结构，具有宽摇摆曲线。通过选择性湿法腐蚀测得的蚀刻坑密度较高，估计为2 × 10⁷ cm⁻²。为消除这些缺陷，采用了一系列生长后的热处理。在1100°C退火5小时对晶体结构的影响最大。具体而言，其相干结晶域尺寸值增加到了400nm以上，晶域错位降至角分以下。晶体发展出更高的化学计量和更高的晶体完美度。在相同温度下进行11小时的退火，晶体的所有参数都急剧恶化，同时晶体破碎成更小尺寸的域。蚀刻坑密度最终减少了40倍，达到5 ×10⁵ cm⁻²。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2024.127597