人工晶体学报

作者：李雄杰, 宁平凡, 陈世澳, 乔思博, 程红娟, 王英民, 牛萍娟

单位：1.天津工业大学机械工程学院,天津 300387; ；2.天津工业大学电子与信息工程学院,量子材料与器件研究院,天津 300387; ；3.中国电子科技集团公司第四十六研究所,新型半导体晶体材料技术重点实验室,天津 300220

关键词：α-Ga2O3,蓝宝石衬底,雾化学气相沉积,异质外延,生长温度,禁带宽度,

基金：科技部重点研发计划项目(2022YFA1204001);天津工业大学学位与研究生教育教学改革与创新项目(YJSJG202406)

采用雾化学气相沉积(Mist-CVD)法在不同晶面蓝宝石衬底上异质外延生长了α-Ga2O3薄膜,并利用XRD、SEM和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)分析了薄膜样品的物相、光学特性和表面形貌。600 ℃以内,在C、M、A、R面蓝宝石衬底上生长纯相α-Ga2O3薄膜的温度窗口分别为420~480、480~550、590~600、540~600 ℃;对应纯相α-Ga2O3薄膜的光学带隙分别为5.12、5.23、5.25、5.21 eV。研究发现与C面蓝宝石衬底相比,在M、A、R面蓝宝石衬底上外延α-Ga2O3薄膜需要更高的生长温度,同时在M、A、R面蓝宝石衬底上获得的薄膜禁带宽度更大。样品表面形貌的SEM表征结果显示,不同晶面的α-Ga2O3薄膜表面形貌差异显著,C面蓝宝石衬底上α-Ga2O3薄膜存在“连续薄膜+大尺寸柱状岛”结构。本文关于不同晶面蓝宝石衬底外延α-Ga2O3薄膜的研究对α-Ga2O3材料的应用有一定参考价值。

来源：2025年第2期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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