【外延论文】在蓝宝石上制备 Ga₂O₃ 外延薄膜：利用 Mist-CVD 技术研究镓配体前驱体和生长温度的影响

        由韩国世宗大学的研究团队在学术期刊 Journal of Materials Chemistry C 发布了一篇名为 Tailoring Ga₂O₃ Epitaxial Films on Sapphire: Impact of Gallium Ligand Precursors and Growth Temperature Using Mist-CVD（在蓝宝石上制备 Ga₂O₃ 外延薄膜：利用 Mist-CVD 技术研究镓配体前驱体和生长温度的影响）的文章。

摘要

        因氧化镓（Ga₂O₃）拥有 5.0 eV 的超宽禁带正逐渐成为下一代功率半导体材料。雾化化学气相沉积（mist-CVD）技术提供了一种经济高效的生长外延 Ga₂O₃ 薄膜的方法，可在无需真空系统的情况下实现对化学成分和相态的精确控制。本研究探讨了不同镓前驱体（即Ga(acac)₃、GaBr₃ 和 GaI₃）以及生长温度对 mist-CVD 法在c面（0006）蓝宝石衬底上生长 Ga₂O₃ 异质外延薄膜的影响。研究发现，Ga₂O₃ 薄膜的结晶度和相组成强烈依赖于前驱体的配体结构和沉积温度。X射线衍射（XRD）分析揭示了 Ga₂O₃ 薄膜中存在 α 相（006）、ε相（002）、（004）、 （006）、（008）和β相（-201）、（-402）、（-603）、（-804）取向，且最佳相形成情况随所用前驱体而异。X射线光电子能谱（XPS）结果表明，使用镓卤化物前驱体制备的 Ga₂O₃ 薄膜具有较低的碳相关结合能和较少的 C–O 键，这表明这些无碳前驱体是制备高质量 Ga₂O₃ 外延薄膜的理想选择。本研究为采用雾化学气相沉积（mist-CVD）方法生长金属氧化物半导体的外延机制提供了宝贵见解。工作重点在于推动 Ga₂O₃ 材料生长技术的发展及其在器件技术中的应用。

原文链接：

https://doi.org/10.1039/D5TC01235J