β相氧化镓p型导电研究进展

查显弧,万玉喜,张道华(深圳平湖实验室)

摘要:β相氧化镓(β-Ga2 O3 )具有超宽带隙、高击穿电场和容易制备等优势,是功率器件的理想半导体材料。但由于β-Ga2 O3价带顶能级位置低、能带色散关系平坦,其p型掺杂目前仍具有挑战性,限制了p-n结及双极性晶体管的开发。利用尺寸效应、缺陷调控、非平衡动力学及固溶提升价带顶能级等方案是目前实现β-Ga2 O3 p型掺杂的主要策略。对于β-Ga2 O3 p-n同质结和异质结,提高晶体质量、减少界面缺陷态是优化器件性能的关键问题。本文针对β-Ga2 O3的p 型导电问题,系统阐述了β-Ga2 O3 电子结构,实验表征及理论计算掺杂能级方法,p型掺杂困难原因,以及改进p型掺杂的突破性研究进展。最后简单介绍了β-Ga2 O3 p-n同质结和异质结器件的相关工作。利用复合缺陷调控、非平衡动力学、固溶等方案,以及不同方案的协同实现体相β-Ga2 O3 的p型掺杂仍需要深入探索,p-n同质及异质结的器件性能需要进一步优化。

关键词:β-Ga2 O3 ;p型导电;电子结构;受主能级;固溶;p-n 结