通过 Hf 掺杂在 β-Ga2O3 单晶中实现简并掺杂
材料科学
2020-03-03 v1 应用物理
摘要
由熔体生长的 β-Ga2O3 的 n 型导电性通常通过 Sn 和 Si 实现。在本文中，我们利用 UV-Vis-NIR 吸收、霍尔效应测量和杂化泛函计算，对 β-Ga2O3 单晶的 Hf 掺杂进行了实验与计算研究。在 Ar+O2 混合气氛中，使用垂直梯度冻结（VGF）和 Czochralski 方法从熔体生长了非故意掺杂和标称浓度 0.5at% 的 Hf 掺杂样品。我们证明，预测以浅施主形式并入八面体 GaII 位的 Hf 掺杂剂在 β-Ga2O3 中实现了简并掺杂，在样品中测得电子浓度 2 x 10^19 cm^-3、迁移率 80-65 cm^2 /Vs、电阻率可低至 5 mOhm-cm。使用辉光放电质谱（GDMS）在掺杂样品上测得 Hf 浓度为 1.3 x 10^19 atoms/cm^3，确认 Hf 是 n 型导电性（电子浓度约 2 x 10^19 cm-3）的成因。
引用
@article{arxiv.2001.11187,
title = {Degenerate doping in \b{eta}-Ga2O3 Single Crystals through Hf-doping},
author = {Muad Saleh and Joel B. Varley and Jani Jesenovec and Arkka Bhattacharyya and Sriram Krishnamoorthy and Santosh Swain and Kelvin Lynn},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.11187},
year = {2020}
}