【器件论文】通过非晶BN缓冲层对溅射制备的a-Ga₂O₃/4H-SiC异质结进行能带对准调节

        由复旦大学、中国科学院宁波材料技术与工程研究所、杭州积海半导体有限公司的研究团队在学术期刊 Vacuum 发布了一篇名为Band Alignment Tuning of Sputtered a-Ga₂O₃/4H-SiC Heterostructures via an Amorphous BN Buffer Layer（通过非晶BN缓冲层对溅射制备的a-Ga₂O₃/4H-SiC异质结进行能带对准调节）的文章。

摘要

        Ga₂O₃/SiC界面处的能带对齐对超宽禁带异质集成中的载流子阻塞和泄漏起着关键作用。本研究探讨了溅射沉积的 BN 缓冲层如何重塑a-Ga₂O₃/a-BN/4H-SiC异质结构中的界面能态。通过制备一系列受控的BN沉积时间序列样品（0、2.5、5和7.5分钟），并对其形貌/厚度（AFM/XRR）、结构（TEM和θ-2θ XRD）、光学响应以及能带对齐（XPS深度剖面和Kraut法）进行了关联分析。AFM结果显示，在相应的BN处理时间下，表面均方根粗糙度分别为约0.52、0.59、0.73和0.72 nm；而XRR结果表明BN厚度呈单调递增趋势。TEM和XRD分析显示存在非晶层，且未检测到晶体峰。光学测量结果表明，氧化镓的有效带隙约为4.92 eV。XPS分析表明，直接a-Ga₂O₃/4H-SiC界面呈现I型对齐，电子势垒可忽略不计（ΔE_C ≈ −0.03 eV），而引入BN则导致截然不同的配置： 非晶Ga₂O₃/非晶BN界面转变为II型，电子势垒显著增大（ΔE_C ≈ +2.97 eV），而非晶BN/4H-SiC界面仍保持I型。这些结果表明，溅射沉积的BN缓冲层可作为Ga₂O₃-on-SiC异质集成中的有效势垒整形层，为对漏电流敏感的超宽禁带（UWBG）器件堆栈中的界面工程提供了指导。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2026.115408