【会员论文】南京邮电大学研究团队采用 EFG 法生长具有较高质量级的晶圆级2英寸β-Ga₂O₃单晶晶锭

        近期，由南京邮电大学的研究团队在学术期刊《ACS Omega》发布了一篇名为2 in. Bulk β-Ga₂O₃ Single Crystals Grown by EFG Method with High Wafer-Scale Quality（采用 EFG 法生长具有较高质量级的晶圆级2英寸β-Ga₂O₃单晶晶锭）的文章。

摘要

        利用自制炉系统，成功通过EFG法培育了直径为2英寸的β-Ga₂O₃单晶晶锭。考虑到未来大规模制造中晶片质量的重要性，开发了一种九点表征方法，用于评估处理后的2英寸（100）晶向β-Ga₂O₃单晶晶锭的全尺寸质量。利用X射线衍射和拉曼光谱技术评估了结晶和结构特性，揭示了良好的晶体质量，平均半峰宽值为60.8弧秒，以及均匀的键合结构。从九个扫描区域确定的统计均方根表面粗糙度仅为0.196nm，表明具有优越的表面质量。通过紫外可见分光光度计和光致发光光谱进一步研究了线性光学特性和缺陷水平。加工后的β-Ga₂O₃晶片的高质量满足了电子和光子器件中具有垂直结构的同质外延生长衬底的要求。

图 1：（a）用于 EFG 工艺的熔炉示意图；（b）生长阶段和射频功率曲线；（c）稳定生长过程中熔炉系统的静态温度分布；以及（d）未加工晶锭和两块加工过的 2 英寸晶片