Nitrogen-doped Ga2O3 current blocking layer using MOCVD homoepitaxy for high-voltage and low-leakage Ga2O3 vertical device fabrication

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作者
Xiaorui Xu,Desen Chen,Yaoping Lu,Titao Li,Xueli Han,Duanyang Chen,Hongji Qi,Dan Yang,Min Zhu,Haizhong Zhang,Xiaoqiang Lu
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:125 (20)
标识
DOI:10.1063/5.0239622
摘要

In this Letter, a high-quality and high-resistivity nitrogen (N)-doped Ga2O3 current blocking layer (CBL) is grown utilizing metal-organic chemical vapor deposition homoepitaxial technology. By using nitrous oxide (N2O) as oxygen source for Ga2O3 growth and N source for doping and controlling the growth temperature, the grown CBL can effectively achieve high (∼1019 cm−3) or low (∼1017 cm−3) N doping concentrations, as well as high crystal quality. Furthermore, the electrical properties of the developed CBL are verified at the device level, which shows that the device using the CBL can withstand bidirectional voltages exceeding 3.5 kV with very low leakage (≤1 × 10−4 A/cm2). This work can pave the way for the realization of high-voltage and low-leakage Ga2O3 vertical devices, especially metal-oxide-semiconductor field effect transistors.
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