【国内论文】通过一步集成法实现 N 掺杂的 β-Ga₂O₃/Si 掺杂的 β-Ga₂O₃ 线性级联 p-n 结

        近期，复旦大学的研究团队在学术期刊 Journal of Materials Science & Technology 发布了一篇名为N-doped β-Ga₂O₃/Si-doped β-Ga₂O₃ linearly-graded p-n junction by a one-step integrated approach（通过一步集成法实现 N 掺杂的 β-Ga₂O₃/Si 掺杂的 β-Ga₂O₃ 线性级联 p-n 结）的文章。

摘要

        p-n结是制造各种电子和光电子器件的基础结构。超宽带隙半导体有望克服基于硅的电子器件的功率限制，但由于非对称掺杂效应，实现高效双极掺杂非常困难，从而阻碍了p-n同质结及相关双极器件的发展，尤其是基于Ga₂O₃的材料和器件。在此，我们展示了一种通过相变和掺杂剂的原位预掺杂，实现p型氮掺杂(-201)β-Ga₂O₃/n型硅掺杂(-201)β-Ga₂O₃薄膜的独特一体化生长方法，并从中制备了完整的β-Ga₂O₃线性梯度p-n同质结二极管。该全β-Ga₂O₃ p-n同质结二极管具有4.52 eV的高内建电势、反向偏置状态下>2.90 MV/cm的高工作电场、稳定的长时间整流行为（整流比为10⁴）、高速开关和良好的浪涌耐受性，并且具有较弱的少数载流子电荷存储效应。我们的工作为Ga₂O₃基p-n同质结的制备开辟了道路，奠定了β-Ga₂O₃基双极器件的基础，并为宽带隙氧化物p-n同质结的创新制造提供了途径。

DOI：doi.org/10.1016/j.jmst.2024.05.023