Epitaxial growth of β-Ga2O3 films on (110) substrates has been performed via plasma-assisted molecular beam epitaxy (PAMBE). The atomic force microscopy scan shows a very low root mean square roughness of 0.08 nm for the surface of the as-received (110) substrates. High-resolution x-ray diffraction measurements reveal a 2.5 nm/min growth rate of β-Ga2O3 films on (110) substrates for conventional PAMBE growth conditions (∼700 °C), which is comparable to that on (010) substrates. The surface morphology of β-Ga2O3 epitaxial films is smooth and has a similar dependence on Ga flux to (010) growth. However, the (110) plane does not have a tendency to show a well-defined step–terrace structure in spite of the appearance of (110) facets in the growth of (010) β-Ga2O3. Indium catalyzed growth was also demonstrated to improve the growth rate up to 4.5 nm/min and increase the maximum growth temperature up to 900 °C of (110) β-Ga2O3.

1.
M.
Orita
,
H.
Ohta
,
M.
Hirano
, and
H.
Hosono
,
Appl. Phys. Lett.
77
,
4166
(
2000
).
2.
M.
Higashiwaki
,
K.
Sasaki
,
A.
Kuramata
,
T.
Masui
, and
S.
Yamakoshi
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
013504
(
2012
).
3.
H.
Aida
,
K.
Nishiguchi
,
H.
Takeda
,
N.
Aota
,
K.
Sunakawa
, and
Y.
Yaguchi
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
47
,
8506
(
2008
).
4.
A.
Kuramata
,
K.
Koshi
,
S.
Watanabe
,
Y.
Yamaoka
,
T.
Masui
, and
S.
Yamakoshi
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
55
,
1202A2
(
2016
).
5.
Z.
Galazka
,
K.
Irmscher
,
R.
Uecker
,
R.
Bertram
,
M.
Pietsch
,
A.
Kwasniewski
,
M.
Naumann
,
T.
Schulz
,
R.
Schewski
,
D.
Klimm
, and
M.
Bickermann
,
J. Cryst. Growth
404
,
184
(
2014
).
6.
Z.
Galazka
,
R.
Uecker
,
D.
Klimm
,
K.
Irmscher
,
M.
Naumann
,
M.
Pietsch
,
A.
Kwasniewski
,
R.
Bertram
,
S.
Ganschow
, and
M.
Bickermann
,
ECS J. Solid State Sci. Technol.
6
,
Q3007
(
2017
).
7.
Y.
Zhang
,
A.
Mauze
, and
J. S.
Speck
,
Appl. Phys. Lett.
115
,
013501
(
2019
).
8.
Y.
Zhang
,
A.
Mauze
,
F.
Alema
,
A.
Osinsky
, and
J. S.
Speck
,
Appl. Phys. Express
12
,
044005
(
2019
).
9.
A. J.
Green
,
K. D.
Chabak
,
M.
Baldini
,
N.
Moser
,
R.
Gilbert
,
R. C.
Fitch
,
G.
Wagner
,
Z.
Galazka
,
J.
McCandless
,
A.
Crespo
,
K.
Leedy
, and
G. H.
Jessen
,
IEEE Electron Device Lett.
38
,
790
(
2017
).
10.
N.
Moser
,
J.
McCandless
,
A.
Crespo
,
K.
Leedy
,
A.
Green
,
A.
Neal
,
S.
Mou
,
E.
Ahmadi
,
J.
Speck
,
K.
Chabak
,
N.
Peixoto
, and
G.
Jessen
,
IEEE Electron Device Lett.
38
,
775
(
2017
).
11.
T.
Kamimura
,
Y.
Nakata
,
M. H.
Wong
, and
M.
Higashiwaki
,
IEEE Electron Device Lett.
40
,
1064
(
2019
).
12.
M. H.
Wong
,
H.
Murakami
,
Y.
Kumagai
, and
M.
Higashiwaki
,
IEEE Electron Device Lett.
41
,
296
(
2020
).
13.
Y.
Zhang
,
A.
Neal
,
Z.
Xia
,
C.
Joishi
,
J. M.
Johnson
,
Y.
Zheng
,
S.
Bajaj
,
M.
Brenner
,
D.
Dorsey
,
K.
Chabak
,
G.
Jessen
,
J.
Hwang
,
S.
Mou
,
J. P.
Heremans
, and
S.
Rajan
,
Appl. Phys. Lett.
112
,
173502
(
2018
).
14.
Y.
Zhang
,
C.
Joishi
,
Z.
Xia
,
M.
Brenner
,
S.
Lodha
, and
S.
Rajan
,
Appl. Phys. Lett.
112
,
233503
(
2018
).
15.
Y.
Zhang
,
Z.
Xia
,
J.
McGlone
,
W.
Sun
,
C.
Joishi
,
A. R.
Arehart
,
S. A.
Ringel
, and
S.
Rajan
,
IEEE Trans. Electron Devices
66
,
1574
(
2019
).
16.
T.
Oshima
,
T.
Okuno
,
N.
Arai
,
N.
Suzuki
,
S.
Ohira
, and
S.
Fujita
,
Appl. Phys. Express
1
,
011202
(
2008
).
17.
F.
Alema
,
B.
Hertog
,
P.
Mukhopadhyay
,
Y.
Zhang
,
A.
Mauze
,
A.
Osinsky
,
W. V.
Schoenfeld
,
J. S.
Speck
, and
T.
Vogt
,
APL Mater.
7
,
022527
(
2019
).
18.
Y.
Zhang
,
F.
Alema
,
A.
Mauze
,
O. S.
Koksaldi
,
R.
Miller
,
A.
Osinsky
, and
J. S.
Speck
,
APL Mater.
7
,
022506
(
2019
).
19.
F.
Alema
,
Y.
Zhang
,
A.
Osinsky
,
N.
Valente
,
A.
Mauze
,
T.
Itoh
, and
J. S.
Speck
,
APL Mater.
7
,
121110
(
2019
).
20.
H.
Murakami
,
K.
Nomura
,
K.
Goto
,
K.
Sasaki
,
K.
Kawara
,
Q. T.
Thieu
,
R.
Togashi
,
Y.
Kumagai
,
M.
Higashiwaki
,
A.
Kuramata
,
S.
Yamakoshi
,
B.
Monemar
, and
A.
Koukitu
,
Appl. Phys. Express
8
,
015503
(
2015
).
21.
J. H.
Leach
,
K.
Udwary
,
J.
Rumsey
,
G.
Dodson
,
H.
Splawn
, and
K. R.
Evans
,
APL Mater.
7
,
022504
(
2019
).
22.
K.
Sasaki
,
A.
Kuramata
,
T.
Masui
,
E. G.
Víllora
,
K.
Shimamura
, and
S.
Yamakoshi
,
Appl. Phys. Express
5
,
035502
(
2012
).
23.
H.
Okumura
,
M.
Kita
,
K.
Sasaki
,
A.
Kuramata
,
M.
Higashiwaki
, and
J. S.
Speck
,
Appl. Phys. Express
7
,
095501
(
2014
).
24.
A.
Mauze
,
Y.
Zhang
,
T.
Itoh
,
F.
Wu
, and
J. S.
Speck
,
APL Mater.
8
,
021104
(
2020
).
25.
Z.
Feng
,
A. F. M.
Anhar Uddin Bhuiyan
,
Z.
Xia
,
W.
Moore
,
Z.
Chen
,
J. F.
McGlone
,
D. R.
Daughton
,
A. R.
Arehart
,
S. A.
Ringel
,
S.
Rajan
, and
H.
Zhao
,
Phys. Status Solidi RRL
14
,
2000145
(
2020
).
26.
F.
Alema
,
Y.
Zhang
,
A.
Osinsky
,
N.
Orishchin
,
N.
Valente
,
A.
Mauze
, and
J. S.
Speck
,
APL Mater.
8
,
021110
(
2020
).
27.
S.
Krishnamoorthy
,
Z.
Xia
,
C.
Joishi
,
Y.
Zhang
,
J.
McGlone
,
J.
Johnson
,
M.
Brenner
,
A. R.
Arehart
,
J.
Hwang
,
S.
Lodha
, and
S.
Rajan
,
Appl. Phys. Lett.
111
,
023502
(
2017
).
28.
B.
Mazumder
,
J.
Sarker
,
Y.
Zhang
,
J. M.
Johnson
,
M.
Zhu
,
S.
Rajan
, and
J.
Hwang
,
Appl. Phys. Lett.
115
,
132105
(
2019
).
29.
A. F. M.
Anhar Uddin Bhuiyan
,
Z.
Feng
,
J. M.
Johnson
,
H. L.
Huang
,
J.
Sarker
,
M.
Zhu
,
M. R.
Karim
,
B.
Mazumder
,
J.
Hwang
, and
H.
Zhao
,
APL Mater.
8
,
031104
(
2020
).
30.
31.
P.
Mazzolini
,
P.
Vogt
,
R.
Schewski
,
C.
Wouters
,
M.
Albrecht
, and
O.
Bierwagen
,
APL Mater.
7
,
022511
(
2019
).
32.
E.
Ahmadi
,
O. S.
Koksaldi
,
X.
Zheng
,
T.
Mates
,
Y.
Oshima
,
U. K.
Mishra
, and
J. S.
Speck
,
Appl. Phys. Express
10
,
071101
(
2017
).
33.
D.
Gogova
,
M.
Schmidbauer
, and
A.
Kwasniewski
,
CrystEngComm
17
,
6744
(
2015
).
34.
P.
Vogt
and
O.
Bierwagen
,
Appl. Phys. Lett.
109
,
062103
(
2016
).
35.
P.
Vogt
and
O.
Bierwagen
,
Appl. Phys. Lett.
108
,
072101
(
2016
).
36.
M. Y.
Tsai
,
O.
Bierwagen
,
M. E.
White
, and
J. S.
Speck
,
J. Vac. Sci. Technol., A
28
,
354
(
2010
).
37.
E.
Ahmadi
,
O. S.
Koksaldi
,
S. W.
Kaun
,
Y.
Oshima
,
D. B.
Short
,
U. K.
Mishra
, and
J. S.
Speck
,
Appl. Phys. Express
10
,
041102
(
2017
).
38.
Y.
Oshima
,
E.
Ahmadi
,
S.
Kaun
,
F.
Wu
, and
J. S.
Speck
,
Semicond. Sci. Technol.
33
,
015013
(
2018
).
39.
P.
Mazzolini
,
A.
Falkenstein
,
C.
Wouters
,
R.
Schewski
,
T.
Markurt
,
Z.
Galazka
,
M.
Martin
,
M.
Albrecht
, and
O.
Bierwagen
,
APL Mater.
8
,
011107
(
2020
).
40.
P.
Vogt
,
O.
Brandt
,
H.
Riechert
,
J.
Lähnemann
, and
O.
Bierwagen
,
Phys. Rev. Lett.
119
,
196001
(
2017
).
You do not currently have access to this content.