雾化学气相外延法异质外延Ga_(2)O_(3)薄膜的生长特性

氧化镓各晶相的应用广泛,亚稳相只能通过外延的手段获得。选择合适的生长方法和提高异质外延水平仍是学术界一直探讨的问题。采用雾化学气相沉积(Mist-CVD)法在蓝宝石衬底上异质外延生长了氧化镓薄膜,通过优化工艺条件实现了物相调控,系统研究了外延膜的结晶质量、组分和表面形貌,以及生长速率变化规律。同时,探究了Mist-CVD生长系统中,Ga_(2)O_(3)外延膜的晶体成核及晶相控制机理。在原有α-Ga_(2)O_(3)生长工艺的基础上,制备了α/ε混相薄膜、ε-Ga_(2)O_(3)纯相薄膜,呈三维岛状生长模式。在ε-Ga_(2)O_(3)纯相薄膜的基础上,随着氧气流量的增加,结晶质量先稳定后下降,生长速率先增加后降低,最高达到3μm/h。通过退火,获得了β-Ga_(2)O_(3)纯相薄膜,表面粗糙度由10.80 nm降低至5.42 nm。在利用Mist-CVD法进行不同晶相外延调控及其生长机理研究方面具有一定借鉴意义。