人工晶体学报

作者：董增印, 王英民, 张嵩, 李贺, 孙科伟, 程红娟, 刘超

单位：1.中国电子科技集团公司第四十六研究所,天津 300220; ；2.山东大学集成电路学院,济南 250100

关键词：卤化物气相外延,β-Ga2O3,同质外延,生长压力,氮杂质,Ⅵ/Ⅲ比,

卤化物气相外延(HVPE)法因生长速度快、掺杂可控等优势主要被用于生长β-Ga2O3同质外延片。本文采用垂直结构的HVPE设备进行β-Ga2O3厚膜的同质外延,探究了不同生长压力对β-Ga2O3的生长速度和外延质量的影响。研究发现,在生长相同厚度β-Ga2O3外延膜时,降低生长压力虽然使生长速度有所降低,但更容易获得生长条纹连贯的、高结晶质量的β-Ga2O3厚膜。分析了外延膜中非故意掺杂的氮杂质来源,排除了氮气分解的可能性,通过调控Ⅵ/Ⅲ比,即提升氧气分压,能够有效降低β-Ga2O3外延膜中的氮杂质浓度,从8×1016 cm-3降低至1×1016 cm-3。最终,采用优化后的外延工艺,制备出高质量的2英寸(1英寸=2.54 cm)HVPE β-Ga2O3外延片,膜厚和载流子浓度分别是15.8 μm和1.5×1016 cm-3,两者的不均匀性分别是3.6%和7.6%。

来源：2025年第2期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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