山東大學(xué)團(tuán)隊，成功研制4英寸氧化鎵，這種材料能通過等離子清洗機(jī)處理嗎？
文章導(dǎo)讀：近日，山東大學(xué)陶緒堂教授團(tuán)隊使用導(dǎo)模法(EFG)成功制備了外形完整的4英寸(001)主面氧化鎵(β-Ga2O3)單晶，并對其性能進(jìn)行了分析。
近日，山東大學(xué)陶緒堂教授團(tuán)隊使用導(dǎo)模法(EFG)成功制備了外形完整的4英寸(001)主面氧化鎵(β-Ga2O3)單晶，并對其性能進(jìn)行了分析。這種材料能通過等離子清洗機(jī)處理嗎？
勞厄測試衍射斑點清晰、對稱，說明晶體具有良好的單晶性，無孿晶；X射線衍射搖擺曲線顯示晶體(400)面半峰全寬僅為57.57″，結(jié)晶質(zhì)量較高；濕法化學(xué)腐蝕測試結(jié)果表明，晶體位錯密度為1.06×104 cm-2；C-V測試確認(rèn)β-Ga2O3晶體中載流子濃度為7.77×1016 cm-3。測試結(jié)果表明，該團(tuán)隊通過導(dǎo)模法獲得了高質(zhì)量的4英寸β-Ga2O3單晶。相關(guān)內(nèi)容以“4英寸氧化鎵單晶生長與性能研究”為題已在《人工晶體學(xué)報》網(wǎng)絡(luò)首發(fā)（DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.20220831.001.）。該成果是繼2019年團(tuán)隊獲得4英寸(100)主面單晶后的又一新突破。
此外，團(tuán)隊通過優(yōu)化提拉法晶體生長工藝，在原有1英寸晶體基礎(chǔ)上，成功放大到2英寸，晶體外形規(guī)整、無裂紋，晶體質(zhì)量較高。晶體生長尺寸與德國IKZ及美國空軍實驗室相當(dāng)，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
山東大學(xué)晶體材料國家重點實驗室在國內(nèi)最早開展導(dǎo)模法氧化鎵單晶生長，經(jīng)過長期潛心攻關(guān)，從零開始，先后突破了1~4英寸氧化鎵單晶生長、缺陷、摻雜、加工等關(guān)鍵核心技術(shù)。通過導(dǎo)模法、提拉法等多種晶體生長方法，生長出n型導(dǎo)電及半絕緣氧化鎵晶體并開展了系統(tǒng)的晶體加工和缺陷研究，為打破國外技術(shù)封鎖和產(chǎn)品禁運奠定了基礎(chǔ)。
β-Ga2O3作為超寬禁帶半導(dǎo)體材料，可用于制備功率器件、紫外探測器、高能射線探測器，同時也可作為GaN、ZnO等半導(dǎo)體的襯底材料使用。由于超高的擊穿場強和巴利加優(yōu)值，β-Ga2O3功率器件具有耐壓高、導(dǎo)通損耗低、開關(guān)速度快的優(yōu)點。目前，β-Ga2O3二極管及場效應(yīng)晶體管器件耐壓均可達(dá)幾千伏，器件擊穿場強已超過SiC和GaN的理論極限。
由于β-Ga2O3禁帶寬度為4.8 eV，吸收截止邊位于260 nm處，紫外透過率可達(dá)80%以上，并且具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。因此，β-Ga2O3晶體自身便滿足“日盲”光電器件的需求，避免了目前常用氮化物需要合金化等復(fù)雜問題。β-Ga2O3晶體因其卓越的材料性能，在深紫外光電探測以及超高壓功率器件方面具有重要的應(yīng)用，也是最近美國等西方國家對我國實施禁運的關(guān)鍵材料。
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