大连理工大学集成电路学院梁红伟团队以APL精选论文形式发表OVPE外延Ga₂O₃厚膜及缺陷形成机理重要论文

1. 特色文章

近日，大连理工大学集成电路学院梁红伟教授课题组在 OVPE 外延 Ga₂O₃ 厚膜及缺陷形成机理研究方向取得新进展，以OVPE外延方法在（010）面实现 10 μm 以上 Ga₂O₃ 厚膜，并通过分析 Ga₂O₃ 外延成核机制构建了位错线形成的三维模型，解释了具有角度和指向性位错线的形成机制。相关研究成果以 “The three dimensional model of extended defects in β-Ga₂O₃ homoepitaxial film” 为题发表于 Applied Physics Letter 并作为当期的Featured Article。

2. 主要内容

目前，Ga₂O₃ 存在厚膜外延难度大、外延层中具有角度和指向性位错线的形成机制不明的问题。针对上述问题，梁红伟教授课题组首先通过采用Oxide vapor phase epitaxy (OVPE)的方法在（010）面上实现 10 μm 以上 Ga₂O₃ 厚膜。相较于其他方法，OVPE 方式具有生长速度快（≥10μm/h），成膜质量高并且设备成本低等优势。通过分析（010）面的外延形貌并构建缺陷形成的三维模型发现，从[100]方向观察到的与(001)平面成约 60 度角的位错线源于纳米管的 (100) 主面与准四面体区域的(11-1)平面之间的交线，具有1/2<1-12>、1/2<1-32>和<101>博格斯矢量方向的位错线是纳米空洞的（-201）和（101）短边面与（111）和（-111）面相交形成的。而锯齿形蚀刻坑的出现可以通过在各缺陷位置经过各向异性湿法蚀刻后暴露的两个侧面(111)或(1-11)面以及(100)面的中央核心来解释。

3. 图文内容

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

图2. 具有指向性位错线形成的三维模型图

DOI：

doi.org/10.1063/5.0256203

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