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氧化镓 || 氧化镓的分子束外延生长与表征

DOI:10.1016/B978-0-12-814521-0.00002-6 出版年份:2019 更新时间:2025-09-09 09:28:46
摘要: 氧化镓(Ga2O3)是一种超宽禁带(UWBG)氧化物半导体,其间接禁带宽度为4.5-5.2电子伏特。β相(β-Ga2O3)被普遍认为是Ga2O3多种晶体相(或同素异形体)中最稳定的形态。由于其宽禁带特性,该材料在紫外至可见光波段具有透明性。它最初作为发光二极管等光学器件的透明导电氧化物(TCO)被广泛研究,也曾用作砷化镓金属氧化物半导体(MOS)结构中的栅极介质。β-Ga2O3可通过直拉法、浮区法(FZ)和导模法(EFG)等常压熔融生长技术制备,能提供低成本的大尺寸块体衬底。相较于氮化镓及同类III族氮化物半导体,大尺寸Ga2O3衬底的商业化供应在诸多电学与光学器件应用中具有显著优势。除超宽禁带材料的固有优势外,这些衬底还为功率电子器件提供了高质量晶体平台,满足其对高结晶质量、低缺陷密度材料及精确掺杂控制能力的需求。
作者: Neeraj Nepal,D. Scott Katzer,David J. Meyer
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研究概述 实验方案 设备清单

讨论氧化镓(Ga2O3)分子束外延(MBE)技术的历史发展进程:从早期针对III-V族金属氧化物半导体(MOS)栅极电介质的非晶薄膜研究,到氧化镓的异质外延生长,再到在自支撑原生衬底上实现氧化镓的同质外延生长。

在几种相态的Ga2O3外延生长方面已取得重大进展。分子束外延(MBE)是理解和控制Ga2O3生长的有力技术,随着我们认知的深入,该技术的潜力预计将持续提升。

氧化镓的分子束外延(MBE)生长仍处于起步阶段,且生长速率相对较低。根据具体应用需求,MBE技术的复杂性和成本可能使其他生长方法更具吸引力。氧化镓材料体系中多相共存的现象既带来了材料方面的挑战,也为器件设计开辟了新机遇。

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