利用等离子体增强原子层沉积（ALD）技术制备高铝含量（AlxGa1?x）2O3合金薄膜，该薄膜具有可调的带隙偏移特性

《Journal of Materials Chemistry C》：Plasma-enhanced ALD growth of ε-(AlxGa1?x)2O3 alloy films with high Al content and tunable band offsets

采用等离子体原子层沉积（PEALD）低温制备了高Al含量（x=0.58）的ε-(Al_xGa_{1?x})_2O_3薄膜，解决了相分离和缺陷问题，带隙随Al含量线性增加，并通过原位XPS确定了异质结带隙排列，为高迁移率晶体管和深紫外光电器件提供了潜在材料。

　　

ε-(Al_xGa_1?x)₂O₃合金为超宽带隙半导体器件提供了有前景的带隙可调性，但由于相分离、缺陷产生和成分不稳定性，高Al含量的外延生长仍然具有挑战性。在这里，我们首次通过等离子体增强原子层沉积（PEALD）技术在低温下成功生长出了高质量的低Al含量ε-(Al_xGa_1?x)₂O₃薄膜，其中Al含量最高可达0.58。这种自限制的逐层生长方式实现了优异的成分控制、高晶体质量以及即使在高Al含量下也极低的氧空位浓度。光学测量显示，带隙随Al含量的增加而线性增加，证实了有效的能带结构工程调控。利用超高真空（UHV）互联系统中的原位XPS技术，我们定量确定了ε-(Al_xGa_1?x)₂O₃/ε-Ga₂O₃异质界面处的I型能带对齐情况，并发现了较大的导带偏移，这对于高电子迁移率晶体管中二维电子气的形成至关重要。高材料质量和可调的带隙偏移相结合，凸显了PEALD生长的ε-(Al_xGa_1?x)₂O₃在高性能极化调控电子器件和深紫外光子器件中的潜力。