【国际论文】通过雾状化学气相沉积掺杂 Ge 的 α-Ga₂O₃ 薄膜及其在肖特基势垒二极管中的应用

        近期，由日本京都大学的研究团队在学术期刊《Journal of Applied Physics》发布了一篇名为Ge doping of α-Ga₂O₃ thin films via mist chemical vapor deposition and their application in Schottky barrier diodes （通过雾状化学气相沉积掺杂 Ge 的 α-Ga₂O₃ 薄膜及其在肖特基势垒二极管中的应用）的文章。

摘要

        采用雾状化学气相沉积法对在 m 平面蓝宝石衬底上生长的 α-Ga₂O₃ 薄膜进行了 Ge 掺杂。虽然典型的生长速率高达 4 μm/h，但生成的 α-Ga₂O₃ 薄膜却具有很高的结晶度。我们使用双[2-羧乙基锗（IV）]倍半二氧化物作为 Ge 源，将载流子密度控制在 8.2 × 10¹⁶-1.6 × 10¹⁹ cm^-3 的范围内。在载流子浓度为 6.3 × 10¹⁷ cm^-3 时，达到的最高迁移率为 66 cm² V^-1 s^-1。通过二次离子质谱分析，确定了α-Ga₂O₃ 薄膜中的 Ge 浓度与源溶液中 Ge 与 Ga 的摩尔比之间的线性关系。使用掺杂 Ge 的α-Ga₂O₃薄膜制造的准垂直肖特基势垒二极管的导通电阻为 7.6 mΩ cm²，整流比为 10¹⁰。这些结果凸显了所制备器件的良好性能，以及掺杂 Ge 的 α-Ga₂O₃ 在功率器件应用方面的巨大潜力。

图1. 当源溶液的[Ge]/[Ga]摩尔比(a) 低于和(b) 高于 10^-2% 时，用于霍尔效应测量的掺杂 Ge 的 α-Ga₂O₃ 薄膜的结构示意图。(c) 基于掺杂 Ge 的 α-Ga₂O₃ 薄膜的 SBD 结构示意图。