β-Ga₂O₃ ist als Halbleiter mit extrem großer Bandlücke und hohem Durchbruchfeld etabliert und eignet sich daher hervorragend für energieeffiziente Hochspannungsbauelemente. Durch Legierung mit Aluminium zu β-(AlxGa1-x)2O3 lässt sich die Bandlücke weiter vergrößern. Das Aufwachsen von Schichten mit hohem Aluminiumgehalt ist jedoch aufgrund der Gitterfehlanpassung zu herkömmlichen β-Ga₂O₃-Substraten eine Herausforderung.
β-(AlyGa1-y)2O3 -Substrate, die vom Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ) bereitgestellt wurden, stellen einen vielversprechenden Ansatz zur Lösung dieses Problems dar. Forschende am IKZ haben das erfolgreiche Aufwachsen von β-(AlxGa1-x)2O3 -Dünnschichten auf β-(AlyGa1-y)2O3 -Substraten (y = 0,24) demonstriert und dabei mittels metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOVPE) Aluminiumanteile von bis zu 55 % erreicht.
Darüber hinaus weisen die resultierenden β-(AlxGa1-x)2O3/b‑Ga2O3 -Heterostrukturen eine hohe Kristallqualität und ein kohärentes Mehrschichtwachstum auf. Die Realisierung von β-Phasen-Schichten mit hohem Al-Gehalt und ausgezeichneter struktureller Integrität stellt einen bedeutenden Fortschritt dar und überwindet eine seit langem bestehende materielle Einschränkung. Dieser Fortschritt eröffnet neue Möglichkeiten für die Entwicklung fortschrittlicher Halbleiterbauelemente mit großer Bandlücke, insbesondere in Hochleistungs- und Hochfrequenzanwendungen, und könnte eine Schlüsselrolle bei der zukünftigen Entwicklung von Technologien auf Basis von Heteroübergängen spielen.
Wir gratulieren dem Team zu diesem wissenschaftlichen Erfolg.
Mitautoren sind: Arub Akhtar; Ta-Shun Chou; Zbigniew Galazka; Martin Schmidbauer; Thilo Remmele; Martin Albrecht; Andreas Fiedler; Andreas Popp
Zur Publikation: https://doi.org/10.1116/6.0005233
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Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ)
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