同质外延β-Ga₂O₃层的生长与表征
应用物理
2020-08-05 v2 材料科学
摘要
β-Ga₂O₃是一种下一代超宽禁带半导体（E_g = 4.8 eV 至 4.9 eV），可以在商用衬底上同质外延生长，从而为下一代电力电子器件以及其他重要应用奠定基础。分析此类器件中沉积的同质外延层的质量具有挑战性，部分原因在于传统X射线衍射（XRD）的探测深度较大，以及原子力显微镜（AFM）的表面敏感性。本文研究了一种结合倏逝掠入射斜对称XRD和AFM的方法，用以有效表征在不同Ga/O通量比下通过分子束外延生长的同质外延β-Ga₂O₃层的质量。综合考虑结构和形貌，在Ga/O比约为1.15时获得了最优薄膜，这一结论仅靠XRD或AFM方法中的任何一种都无法得出。最后，通过J-V和C-V测量表征了具有较厚同质外延层的肖特基势垒二极管，揭示了外延层中非故意掺杂密度为4.3 × 10¹⁶ cm⁻³ 至 2 × 10¹⁷ cm⁻³。这些结果证明了互补测量方法对于提高用于电力电子及其他器件的β-Ga₂O₃同质外延层质量的重要性。
引用
@article{arxiv.2004.08470,
title = {Growth and Characterization of Homoepitaxial $\beta$-Ga$_2$O$_3$ Layers},
author = {M. Brooks Tellekamp and Karen N. Heinselman and Steve Harvey and Imran Khan and Andriy Zakutayev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.08470},
year = {2020}
}