1. 特色文章

近日，大連理工大學集成電路學院梁紅偉教授課題組在 OVPE 外延 Ga₂O₃ 厚膜及缺陷形成機理研究方向取得新進展，以OVPE外延方法在（010）面實現 10 μm 以上 Ga₂O₃ 厚膜，并通過分析 Ga₂O₃ 外延成核機制構建了位錯線形成的三維模型，解釋了具有角度和指向性位錯線的形成機制。相關研究成果以 “The three dimensional model of extended defects in β-Ga₂O₃ homoepitaxial film” 為題發表于 Applied Physics Letter 并作為當期的Featured Article。

2. 主要內容

目前，Ga₂O₃ 存在厚膜外延難度大、外延層中具有角度和指向性位錯線的形成機制不明的問題。針對上述問題，梁紅偉教授課題組首先通過采用Oxide vapor phase epitaxy (OVPE)的方法在（010）面上實現 10 μm 以上 Ga₂O₃ 厚膜。相較于其他方法，OVPE 方式具有生長速度快（≥10μm/h），成膜質量高并且設備成本低等優勢。通過分析（010）面的外延形貌并構建缺陷形成的三維模型發現，從[100]方向觀察到的與(001)平面成約 60 度角的位錯線源于納米管的 (100) 主面與準四面體區域的(11-1)平面之間的交線，具有1/2<1-12>、1/2<1-32>和<101>博格斯矢量方向的位錯線是納米空洞的（-201）和（101）短邊面與（111）和（-111）面相交形成的。而鋸齒形蝕刻坑的出現可以通過在各缺陷位置經過各向異性濕法蝕刻后暴露的兩個側面(111)或(1-11)面以及(100)面的中央核心來解釋。

3. 圖文內容

圖1. (a)OVPE法外延 Ga₂O₃ 厚膜AFM圖；(b) Ga₂O₃ 厚膜SEM圖

圖2. 具有指向性位錯線形成的三維模型圖

DOI：

doi.org/10.1063/5.0256203

本文轉發自《亞洲氧化鎵聯盟》訂閱號