超宽带隙半导体β-Ga2O3因其近4.9 eV的带隙、击穿电场高的特点和在高功率器件、光电领域的应用前景而成为新一代半导体热门材料，其材料生长、掺杂调控、器件制备等方面的研究已非常广泛。由于深能级缺陷易俘获电子或空穴，增强载流子散射，降低载流子迁移率，对器件的性能产生重大的影响，因此大量实验工作对β-Ga2O3带隙中的深能级进行了测量和研究。实验发现β-Ga2O3导带底下存在三个重要的深能级(如图1中E1, E2, E3所示)，其原子来源与缺陷结构仍在不断讨论中。

中科院半导体研究所骆军委教授课题组对β-Ga2O3中与电子俘获紧密相关的Ti、Fe替代Ga的替位缺陷进行了研究，通过计算缺陷能级和电子俘获系数并与实验值进行比较、分析，确认Ti替代Ga为E1和E3的来源，而Fe替代Ga不是E2的来源。该工作对E2的来源也进行了进一步的讨论，综合俘获截面、缺陷能级、重整能等参数（如图2所示），推测CGa等可能与E2有关，排除了文献报道的VO和SnGa的可能性。

图1. 计算得到的TiGa、FeGa的缺陷能级与DLTS实验测得的缺陷能级的对比。所有能级参考CBM。

文章信息：

Clarifying the atomic origin of electron killers in β-Ga2O3 from the first-principles study of electron capture rates

Zhaojun Suo, Linwang Wang, Shushen Li, Junwei Luo

J. Semicond. 2022, 43(11): 112801 doi: 10.1088/1674-4926/43/11/112801

Full Text: http://www.jos.ac.cn/en/article/doi/10.1088/1674-4926/43/11/112801

来源：半导体学报