【外延论文】采用一氧化氮对金属有机化学气相沉积 β-Ga₂O₃ 进行氮掺杂

        由美国Agnitron Technology的研究团队在学术期刊Journal of Vacuum Science & Technology A发布了一篇名为Nitrogen doping of metal-organic chemical vapor deposition β-Ga₂O₃ using nitric oxide（采用一氧化氮对金属有机化学气相沉积 β-Ga₂O₃ 进行氮掺杂）的文章。

摘要

        本文报道了在金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长 β-Ga₂O₃ 的过程中，采用氮气稀释的一氧化氮（NO/N₂）作为氮掺杂源。系统研究了 NO/N₂ 流量、Ga 前驱体摩尔流量以及衬底温度对氮掺入量、掺杂可控性以及薄膜生长速率的影响。研究发现，在引入 O₂ 的条件下，少量 NO 流量即可使薄膜生长速率提高约 1.8–3.2 倍，并且能够在使用三乙基镓（TEGa）和 三甲基镓（TMGa）前驱体生长的薄膜中实现可控的氮掺入。二次离子质谱（SIMS）结果表明，氮掺入量对 NO 流量、镓供给量以及衬底温度具有显著依赖关系。实验实现了最高 6.5 × 10¹⁸ cm^-3 的氮浓度。同时，与传统掺杂方式相比，NO/N₂ 掺杂显著降低了氢的掺入量，获得了最高约 28 的 N/H 比。所得薄膜表现出优异的晶体质量和平滑的表面形貌，并呈现热激活导电行为，其激活能随氮浓度变化约在 27–509 meV 范围内。

        这些结果表明，NO 可以作为一种有效的替代氮源，在实现可控氮掺杂的同时显著降低氢掺入，为制备适用于高功率电子器件的半绝缘 β-Ga₂O₃ 层提供了一条可行的技术路径。

原文链接：

https://doi.org/10.1116/6.0005191