Epitaxial films of a deep-ultraviolet transparent oxide semiconductor, Ga2O3, were fabricated on α-Al2O3 (0001) substrates by pulsed laser deposition. Four-axes x-ray diffraction measurements revealed that the tin-doped Ga2O3 films have a crystal structure different from any known polymorphs of Ga2O3. Its crystal lattice was determined to be an orthorhombic. Top gate field-effect transistor structures were fabricated using the Ga2O3 epitaxial films for n-channels. The channel conductance was modulated by an order of magnitude by gate voltage at room temperature with an estimated field-effect mobility of 5×102cm2(Vs)1.

1.
A.
Kinoshita
,
H.
Hirayama
,
M.
Ainoya
,
Y.
Aoyagi
, and
A.
Hirata
,
Appl. Phys. Lett.
77
,
175
(
2000
).
2.
H.
Ohta
,
K.
Kawamura
,
M.
Orita
,
M.
Hirano
,
N.
Sarukura
, and
H.
Hosono
,
Appl. Phys. Lett.
77
,
475
(
2000
).
3.
A.
Tsukazaki
,
A.
Ohtomo
,
T.
Onuma
,
M.
Ohtani
,
T.
Makino
,
M.
Sumiya
,
K.
Ohtani
,
S. F.
Chichibu
,
S.
Fuke
,
Y.
Segawa
,
H.
Ohno
,
H.
Koinuma
, and
M.
Kawasaki
,
Nat. Mater.
4
,
42
(
2004
).
4.
S.
Arulkumaran
,
M.
Sakai
,
T.
Egawa
,
H.
Ishikawa
,
T.
Jimbo
,
T.
Shibata
,
K.
Asai
,
S.
Sumiya
,
Y.
Kuraoka
,
M.
Tanaka
, and
O.
Oda
,
Appl. Phys. Lett.
81
,
1131
(
2002
).
5.
S.
Harada
,
S.
Suzuki
,
J.
Senzaki
,
R.
Kosugi
,
K.
Adachi
,
K.
Fukuda
, and
K.
Arai
,
Mater. Sci. Forum
389–393
,
1069
(
2002
).
6.
M.
Kubovic
,
M.
Kasu
,
I.
Kallfass
,
M.
Neuburger
,
A.
Aleksov
,
G.
Koley
,
M. G.
Spencer
, and
E.
Kohn
,
Diamond Relat. Mater.
13
,
802
(
2004
).
7.
R. L.
Hoffman
,
B. J.
Norris
, and
J. F.
Wager
,
Appl. Phys. Lett.
82
,
733
(
2003
).
8.
J.
Nishii
,
F. M.
Hossain
,
S.
Takagi
,
T.
Aita
,
K.
Saikusa
,
Y.
Ohmaki
,
I.
Ohkubo
,
S.
Kishimoto
,
A.
Ohtomo
,
T.
Fukumura
,
F.
Matsukura
,
Y.
Ohno
,
H.
Koinuma
,
H.
Ohno
, and
M.
Kawasaki
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
42
,
L347
(
2003
).
9.
K.
Nomura
,
H.
Ohta
,
K.
Ueda
,
T.
Kamiya
,
M.
Hirano
, and
H.
Hosono
,
Science
300
,
1269
(
2003
).
10.
K.
Nomura
,
H.
Ohta
,
A.
Takagi
,
T.
Kamiya
,
M.
Hirano
, and
H.
Hosono
,
Nature (London)
432
,
488
(
2004
).
11.
N. L.
Dehuff
,
E. S.
Kettenring
,
D.
Hong
,
H. Q.
Chiang
,
J. F.
Wager
,
R. L.
Hoffman
,
C.-H.
Park
, and
D. A.
Keszler
,
J. Appl. Phys.
97
,
064505
(
2005
).
12.
E.
Betzig
,
J. K.
Trautman
,
T. D.
Harris
,
J. S.
Weiner
, and
R. L.
Kostelak
,
Science
251
,
1468
(
1991
).
13.
M.
Oto
,
S.
Kikugawa
,
N.
Sarukura
,
M.
Hirano
, and
H.
Hosono
,
IEEE Photonics Technol. Lett.
13
,
978
(
2001
).
14.
M.
Oto
,
S.
Kikugawa
,
T.
Miura
,
M.
Hirano
, and
H.
Hosono
,
J. Non-Cryst. Solids
349
,
133
(
2004
).
15.
S.
Tiwari
,
F.
Rana
,
H.
Hanafi
,
A.
Hartstein
,
E. F.
Crabbé
, and
K.
Chan
,
Appl. Phys. Lett.
68
,
1377
(
1996
).
16.
H.
Mizuta
,
M.
Wagner
, and
K.
Nakazato
,
IEEE Trans. Electron Devices
48
,
1103
(
2001
).
17.
N.
Ueda
,
H.
Hosono
,
R.
Waseda
, and
H.
Kawazoe
,
Appl. Phys. Lett.
70
,
3561
(
1997
).
18.
M.
Orita
,
H.
Ohta
,
M.
Hirano
, and
H.
Hosono
,
Appl. Phys. Lett.
77
,
4166
(
2000
).
19.
M.
Orita
,
H.
Hiramatsu
,
H.
Ohta
,
M.
Hirano
, and
H.
Hosono
,
Thin Solid Films
411
,
134
(
2002
).
20.
S.
Geller
,
J. Chem. Phys.
33
,
676
(
1960
).
21.
V.
Holy
,
U.
Pietsch
, and
T.
Baumbach
,
High Resolution X-Ray Scattering from Thin Films and Multilayers
, Springer Tracts in Modern Physics Vol.
149
(
Springer
, Berlin,
1999
).
22.
K.
Omote
and
J.
Harada
,
Adv. X-Ray Anal.
43
,
192
(
1999
).
23.
R.
Roy
,
V. G.
Hill
, and
E. F.
Osborn
,
J. Am. Chem. Soc.
74
,
719
(
1952
).
24.
B.
Ollivier
,
R.
Retoux
,
P.
Lacorre
,
D.
Massiot
, and
G.
Férey
,
J. Mater. Chem.
7
,
1049
(
1997
).
You do not currently have access to this content.