在组成分级的α-(Al Ga1- ) 2 O3层中脱位缺陷的分析
Tatsuya Yasuoka1, Hiromu Susami1, Li Liu1,2
1School of Systems Engineering, Kochi University of Technology 185 Miyanokuchi, Tosayamada, Kami Kochi 782-8502 Japan.
RSC advances
|October 7, 2024
概括
这项研究通过使用分级的氧化层来减少α-氧化膜的脱位缺陷. 这种方法可以曲失位,在宽带间隙半导体材料中显著降低其密度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 半导体物理 半导体物理
- 晶体的成长 晶体的成长
背景情况:
- 阿尔法氧化物 (α-Ga2O3) 是一种超宽带隙半导体,具有电力电子的潜力.
- 在蓝宝石基板上α-Ga2O3的异质增长导致由于格子不匹配而导致显著的脱位缺陷.
- 减少脱位密度对于提高基于α-Ga2O3的设备的性能至关重要.
研究的目的:
- 开发一种方法来降低在蓝宝石上生长的α-Ga2O3薄膜中的位移密度.
- 为了研究构成分级α-(AlxGa1-x) 2O3层在减轻缺陷方面的有效性.
- 探索在分级结构中引入α-Ga2O3层的影响.
主要方法:
- 使用雾化学蒸汽沉积 (CVD) 制造组成分级的α-(AlxGa1-x) 2O3层.
- 使用c平面蓝宝石基板进行异质上生长.
- 传输电子显微镜 (TEM) 用于缺陷分析.
主要成果:
- 最初的α-(Al0.96Ga0.04) 2O3层显示出很少的位移,而随后的α-(Al0.84Ga0.16) 2O3层则出现了大量的位移.
- 阶段分级层在应力下诱导脱位曲,在高Ga含量层中将脱位密度降低约50%.
- 在分级结构中插入多个α-Ga2O3层进一步减少了接口上的脱位缺陷.
结论:
- 构成分级的层有效地曲了位移,减轻了α-Ga2O3膜中的缺陷传播.
- 由组成变化引起的应变是减少脱位密度的关键.
- 进一步优化层组成,厚度和堆叠,预计将产生更低的位移密度.
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