探测 MOCVD 生长的 (010) ${\beta}$-Ga$_{2}$O$_{3}$ 中的电荷输运与背景掺杂

通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)在 (010) 半绝缘衬底上生长的非故意掺杂薄膜中，展示了 ${\beta}$-Ga2O3 创纪录的高室温电子霍尔迁移率(${\mu}_{RT} = 194\space cm^{2}/V\space s$，对应 $n\sim 8\times 10^{15}\space cm^{-3}$)。在 45 K 时实现了约 $9500\space cm^{2}/V\space s$ 的峰值电子迁移率。对输运性质的进一步研究表明，在外延层/衬底界面附近存在面电荷。Si 被确定为外延层和界面中背景载流子的主要贡献者，其来源于表面污染以及生长环境。生长前衬底的氢氟酸清洗导致界面和外延层中 Si 杂质的明显减少。此外，研究了 MOCVD 生长条件特别是腔室压力对 Si 杂质掺入的影响。确认了背景电荷浓度与 MOCVD 生长压力之间的正相关关系。值得注意的是，在体电荷浓度极低的 ${\beta}$-Ga2O3 薄膜中，即使降低的面电荷密度也会对电荷输运性质起重要作用。