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技术 | Technology – 材料

图5. Ag n i t r o n Te c h n o l o g y公司通过MOC VD生长的第一个
β-(Al 0.21 Ga 0.79 ) 2 O 3 /Ga 2 O 3 超晶格结构的XRD（020）ω-2θ扫描。
图4. 通过MOCVD在（010）β-Ga 2 O 3 衬底上生长的应变β-(Al 0.21 Ga 0.79 ) 2 O 3 / 超晶格结构具有8个周期的β-(A l 0.21 Ga 0.79 ) 2 O 3 /β-G a 2 O 3 ，其中
Ga 2 O 3 异质结构XRD ω-2θ扫描曲线。β-(Al 0.21 Ga 0.79 ) 2 O 3 层的厚度为 β-(Al 0.21 Ga 0.79 ) 2 O 3 势垒和β-Ga 2 O 3 势阱的厚度分别为5nm和10nm。虽
70nm。 然这种结构没有进行优化，但在XRD扫描中观察到的Pendellösung
条纹就是是表面和晶体质量的很好指标。该结果代表了MOCVD能
错和点缺陷的减少，载流子补偿和材料中的散射 力的重要展示。
都减少了。 用一系列前体扩展了 n 型掺杂 β-Ga 2 O 3 的可控范
另一个突破是开发了一种新型专有工艺，用 围，从而提高了工艺灵活性。
于生长高电阻半绝缘 β-Ga 2 O 3 外延薄膜。高阻半 我们还在富铝 (AlGa) 2 O 3 合金的 MOCVD 生
绝缘 β-Ga 2 O 3 层是制造横向和垂直导电功率器件 长中领先，开拓出铝含量为 43％的三元合金新领
所必需的，通常通过添加诸如铁或镁之类的深杂 域。请注意，更高的值也有实现的可能。我们还
质来形成。但这种增加的功能远不够理想 ：由于 形 成 了 ：高 质 量， 应变 β-(Al 0.21 Ga 0.79 ) 2 O 3 /Ga 2 O 3
它们是高度可移动的，因此它们可以扩散到相邻 异质结构，这是各种器件结构的关键构件（参见
的层中，在这些层中它们是有害的，以至于可能 图 4 的 X 射线衍射光谱）；以及具有突变界面的
会妨碍器件的性能。 应变 β-(Al 0.21 Ga 0.79 ) 2 O 3 /Ga 2 O 3 超晶格（见图 5）。
更重要的是，当铁和镁杂质引入到 MOCVD 后者有望在异质结构的生长过程中提供缺陷 / 位
生长室时，它们具有“记忆效应”，需要特殊处理 错管理，并可用于形成多沟道、横向导电器件的
以防止它们对随后的生长产生不良影响。我们的 有源区。接下来的步骤将包括进一步优化 AlGaO
专有工艺避免了半绝缘薄膜的这些缺点，同时使 合金中可控的 n 型掺杂，AlGaO 合金是制造器件
的关键材料。
我们取得的成功将为即将到来的器件开发奠
定基础。我们相信通过优化 MOCVD 工艺，可以
实现 β-Ga 2 O 3 及其相关合金特性能够用来制造达
到理论预测性能的器件。目前，用于商业器件生
产的生长速率已经足够高，但它们需要在更大的
多晶圆平台上实现，从而提供足够的高质量外延
材料产量。
有充分的理由让我们相信这是可能实现的。
历史经验已经证明了 MOCVD 平台在大规模生
产 LED，激光二极管和功率器件方面的成功。
这种生长技术还提供了很宽的工艺窗口和很广的
可用前体材料，为工程师提供了优化选择性二次
生长，合金组分，掺杂，补偿控制，生长速率和
气相反应所需的杠杆。然而，尽管 MOCVD 在
图6. Agnitron采用双腔配置的Agilis MOCVD系统。
β-Ga 2 O 3 可用配置目前为表3中所示的单室设计和规格。 大规模生产氮化物，磷化物和砷化物方面已经证

24 化合物半导体 2018年第4期 www.compoundsemiconductorchina.net