【外延论文】用化学气相沉积法对 TMGa-H₂O 体系中的β-Ga₂O₃ 外延生长进行高通量热力学分析

摘要

        本研究通过对TMGa-H₂O（氢化三甲基镓-水）系统的广泛实验条件范围和高网格密度进行综合热力学研究，以化学气相沉积法（CVD）制备β-Ga₂O₃外延薄膜。采用高通量计算方法，研究了温度（500–1500 K）、压力（0–100,000 Pa）和H₂O比例（0–100%）对平衡凝结相纯度和气体物种分布的影响。随着温度和H₂O比例的增加，β-Ga₂O₃的生长区域扩大。在高H₂O比例（>80%）和1000–1300 K的温度范围内，预测得到的β-Ga₂O₃纯度超过99%。主要的镓种类包括Ga(g)、Ga(OH)和Ga₂O，而O主要由H₂O、CO₂和CO携带。1000–1200 K的中等温度可最大化TMGa的转化效率，同时最小化石墨的生成。计算结果提供了最佳的CVD条件：1000–1200 K、2000–10000 Pa和VI: III> 7，用于高质量β-Ga₂O₃外延生长，为进一步的CVD实验过程开发提供了有用的指导。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2024.108054