PEAR平滑氧化镓

原子级表面粗糙度

利用等离子体原子尺度重建（PEAR）实现β-Ga₂O₃衬底的原子级平滑，突破其高机械强度和化学稳定性带来的加工难题，表面完整性优异。

Zhang, Yongjie · Jin, Tang · Liang, Shaoxiang · Zhao, Junlei · Mengyuan, Hua · Chun, Zhang · 邓辉

International Journal of Machine Tools and Manufacture 2024

具体参数

表面粗糙度

0.098 nm

Ga原子扩散能垒

0.46 eV

技术优势

粗糙度降到0.098 nm

原子力显微镜测量显示，仅在step-flow模式下即可获得原子级平滑表面。

表面完整性保持良好

多种表面和亚表面表征证实平滑后的表面无损伤，晶体质量高。

原子迁移能垒低至0.46 eV

DFT计算表明Ga原子扩散能垒仅0.46 eV，支持高能等离子体辐照下的原子质量迁移。

工艺可推广到其他氧化物

PEAR的平滑通用性已在α-Al₂O₃、ZnO和MgO上得到验证。

应用场景

• 原子级表面加工：直接获得原子级平滑表面，无需机械抛光。
• SiC和Ga₂O₃晶圆抛光：用等离子体处理Ga₂O₃晶圆，替代传统研磨抛光。
• 宽禁带半导体衬底：为Ga₂O₃衬底提供高质量表面，适用于高功率器件。
• 硬脆陶瓷表面处理：利用等离子体处理硬脆氧化物，避免机械损伤。