【外延论文】氧含量对 β-Ga₂O₃ 薄膜中 p 型电导率的影响

        由韩国光云大学的研究团队在学术期刊Materials Science in Semiconductor Processing 发布了一篇名为  Effect of oxygen content on p-type electrical conductivity in β-Ga₂O₃ films（氧含量对 β-Ga₂O₃ 薄膜中p型电导率的影响）的文章。

摘要

        β-Ga₂O₃ 是一种极具潜力的超宽带隙半导体，但实现可靠的p型导电性仍然是一个挑战，尤其是由于高质量同质外延 p 型 β-Ga₂O₃ 层的稀缺。本研究通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）在(-201) Fe掺杂的 β-Ga₂O₃ 衬底上，以不同的氧/镓（O/Ga）比制备了同质外延的 β-Ga₂O₃ 薄膜。考察了氧含量对薄膜结构、电学及光学性能的影响。在富氧条件下生长的薄膜（O/Ga = 6400）表现出增强的 (-201) 取向的结晶性，这体现在X射线衍射摇摆曲线中低至 72 arcsec 的半高宽（FWHM），以及 X 射线光电子能谱中受抑制的氧空位信号，并且空穴浓度提高了两个数量级（p = 4.5 × 10¹⁵ cm^-3 对比 4.6 × 10¹³ cm^-3，测量温度为 570 K）。这一提升与浅受主能级相关，该能级的激活能为 0.21 eV，可能源于类似 -V_Ga--V_O⁺⁺ 的复合缺陷。此外，两种薄膜在整个测试温度范围内均表现出空穴迁移率 μH > 30 cm²/V·s。上述结果表明，富氧生长条件能够同时改善 β-Ga₂O₃ 的结晶性和本征空穴导电性，为实现该材料的可控 p 型行为提供了一条有前景的途径。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2025.128290