通过亚氧化物分子束外延实现吸附控制的 Ga2O3 生长
材料科学
2024-11-25 v1
摘要
本文介绍了一种生长方法——亚氧化物分子束外延（S-MBE）——其能够在吸附控制区间内以超过每小时 1 微米的生长速率生长 Ga2O3 及相关材料，且结晶性优良。使用氧摩尔分数 x(O) = 0.4 的 Ga + Ga2O3 混合物作为 MBE 源，我们克服了此前阻碍通过 MBE 实现 Ga2O3 吸附控制生长的动力学位限。我们展示了 Ga2O3--Al2O3 异质结构高达每小时 1.6 微米的生长速率，具有前所未有的晶体质量，并且在此完美度下实现了无与伦比的低生长温度。我们结合关于如何产生目标亚氧化物分子束的热力学知识，以及为 III-VI 族化合物 S-MBE 开发的动力学模型，来确定适宜的生长条件。利用 S-MBE，我们展示了厚度大于 4 微米的相纯、平滑且高纯度的同质外延 Ga2O3 薄膜的生长。凭借 S-MBE 的高生长速率，我们预期垂直 Ga2O3 基器件将得到显著改进。我们描述并展示了该生长方法如何应用于广泛的氧化物。S-MBE 可与当前用于生产 Ga2O3 基器件的领先合成方法相媲美。
引用
@article{arxiv.2011.00084,
title = {Adsorption-Controlled Growth of Ga2O3 by Suboxide Molecular-Beam Epitaxy},
author = {Patrick Vogt and Felix V. E. Hensling and Kathy Azizie and Celesta S. Chang and David Turner and Jisung Park and Jonathan P. McCandless and Hanjong Paik and Brandon J. Bocklund and Georg Hoffman and Oliver Bierwagen and Debdeep Jena and Huili G. Xing and Shin Mou and David A. Muller and Shun-Li Shang and Zi-Kui Liu and Darrell G. Schlom},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.00084},
year = {2024}
}
备注
15 pages, 12 figures