【国际论文】通过Mist CVD在（010）β-Ga₂O₃ 上相干生长的 β-(InₓGa₁₋ₓ)₂O₃ 薄膜的成分分析

        近期，由京都工艺纤维大学的研究团队在 Science and Technology of Advanced Materials 学术期刊发布了一篇名为 Composition Analysis of β-(In_xGa_1-x)₂O₃ Thin Films Coherently Grown on (010) β-Ga₂O₃ via Mist CVD（通过 Mist CVD 在（010）β-Ga₂O₃ 上相干生长的 β-(In_xGa_1-x)₂O₃ 薄膜的成分分析）的文章。

摘要

        本研究采用雾化学气相沉积（CVD）对 β-(In_xGa_1-x)₂O₃ 薄膜在 (010) β-Ga₂O₃ 衬底上的成分分析和生长进行了研究，包括生长温度的影响。我们研究了相干生长薄膜中 In 组成与 b 轴长度之间的相关性，这对于开发基于 β-(In_xGa_1-x)₂O₃ 的高电子迁移率晶体管和其他器件至关重要。采用 X 射线衍射（XRD）、倒空间映射和原子力显微镜等分析技术来评估晶体结构、应变弛豫和表面形态。研究发现，相干生长薄膜中 In 组成与 b 轴长度之间存在线性关系，有助于从 XRD 峰位准确确定组成。尽管在较高 In 组成（x = 0.083）和 750°C 的生长温度下出现了轻微的弛豫和颗粒特征，但薄膜仍表现出高表面平整度，均方根粗糙度低于 0.6 nm。XRD 结果表明，尽管 In 组成较低，但在 700°C 的生长温度下观察到了晶格弛豫。相反，在 800°C 时，In 组成高于 750°C，并实现了相干生长。表面形态在 750°C 时最平坦。这些发现表明，生长温度在 β-(In_xGa_1-x)₂O₃ 薄膜的 mist CVD 生长中起着至关重要的作用。这项研究提供了关于相干生长 β-(In_xGa_1-x)₂O₃ 薄膜中 In 组成和晶格参数之间关系的见解，以及生长条件的影响，有助于超宽带隙半导体器件发展的进步。

图 1. 溶液中 In 的浓度与薄膜中 In 的成分之间的关系。虚线表示线性近似。

图 2. 不同 In 成分 β-(In_xGa_1-x)₂O₃ 薄膜的 XRD 2θ-ω 图样。

DOI：

doi.org/10.1080/14686996.2024.2414733