在具有大生长偏角的(100) β-Ga2O3衬底上的快速同质外延

对于低对称性的$\beta\text{-Ga}_2\text{O}_3$，晶体取向和偏角的选择并非微不足道，其中各向异性影响体相和薄膜合成、材料性质以及功率器件的制造和性能。可扩展的(100)取向$\beta\text{-Ga}_2\text{O}_3$晶圆对电子器件是可取的，但由于其生长速率比其他取向慢10-30倍，通常不被使用。在此，我们报告了通过使用具有大生长偏角的(100) $Ga_2O_3$晶圆，分子束外延（MBE）生长速率达到了快速生长方向。偏角（高达13.4°）是通过使用旋转籽晶的边缘限定薄膜生长（EFG）直接生长2D薄带获得的，避免了从晶体锭切割偏角方法的材料损失，同时保持了高晶体质量。化学机械抛光制备出外延级衬底，并在所有偏角下观察到台阶流生长。我们测量了$2{\times}10^{15} cm^{-3}$的非故意n型掺杂密度，这是MBE生长薄膜中报道的最低值之一。在这些外延层上制造的无边缘终端平面肖特基势垒二极管具有约10$^5$的开/关比和1.56 MV/cm的平均击穿场，与在其他取向上制造的类似器件相当或更优。总的来说，这些结果说明了晶面和偏角的重要性，并验证了可扩展的(100)取向$\beta\text{-Ga}_2\text{O}_3$晶圆的实用性。