问题背景：（简要介绍本问题在现阶段学术研究和科技发展中的产生背景）

在诸如大型轨道交通、电力能源、军用雷达、航天器等应用中，常面临着高电压大功率的工作情况；传统Si材料禁带宽度小（1.1eV），临界击穿电场低（0.3MV/cm），故而Si基功率电子器件难以应用于这些场合。考虑到材料的耐电击穿能力正相关于禁带宽度，所以解决这一问题的有效途径是使用具有宽禁带的半导体材料制作耐高压功率器件；而在Baliga品质因子图像中，材料禁带宽度越宽，制备高压器件后器件的开态电阻越小，器件具有低热损耗的优点；此外，宽禁带功率电子器件还具有寄生效应小、集成度高的优点。因此，基于宽禁带半导体的功率电子器件技术，在过去几年发展迅速，并已逐步实现商用化。近两年许多研究人员开始关注新型氧化镓（Ga2O3）半导体：Ga2O3具有4.8~5.2eV的超宽禁带宽度，相应的Baliga品质因子远高于目前的4H-SiC（3.3eV）和GaN（3.4eV）材料，因此，采用Ga2O3将可以实现比4H-SiC和GaN更好的器件效率和耐压性能。

关键突破点：（简要介绍本问题的最新进展，及未来面临的关键难点与挑战）

2016年，美国空军实验室报道了基于β相Ga2O3同质外延的MOSFET功率器件，其临界击穿电场强度高达3.8MV/cm，超越了SiC和GaN的理论击穿极限值（分别为2.5 MV/cm和3.3 MV/cm）；日本Flosfia公司利用异质外延技术结合衬底剥离技术，制备了耐压高达855V、开态电阻低至0.1~0.4 mΩcm2的肖特基二极管，并于2017年推出了世界首款商用氧化镓功率电子器件。但目前，薄膜生长技术仍是制约氧化镓功率器件制备的关键环节。现有氧化镓同质（或异质）薄膜生长主要采用分子束外延（MBE）和喷雾化学气相沉积（mist CVD），前者生长速率低下，后者在复杂精细结构生长和薄膜结晶质量方面存在不足，且未有成熟的商用化生长设备。

金属有机化学气相沉积（MOCVD）是一种重要的化合物半导体薄膜生长技术，具有高生长速率、高结晶质量、高控制精度的优点，广泛应用于各种商用半导体器件的薄膜生长环节中。早在2016年，美国军方就对氧化镓的MOCVD薄膜生长技术进行立项，力求开发适用于氧化镓生长的MOCVD设备和技术。但整体而言，目前针对氧化镓的MOCVD薄膜生长，无论在薄膜生长的物理/化学理论模型，还是工艺参数调控，抑或设备的商用化方面，均远未成熟。因此，开发基于MOCVD的氧化镓薄膜生长技术，是实现高性能、低成本氧化镓功率器件的关键所在。

战略意义：（简要介绍本问题取得突破后，对本领域或相关其他交叉领域科技发展的重大影响和引领作用，以及可能产生的重大科技、经济和社会效益）

功率器件是电力电子技术中的核心元件，其性能的优劣直接决定了功率转化效率的高低；因此，开发新一代宽禁带功率器件，对提高电力能源利用效率，推动节约型社会的建设具有重要意义。由于近年来轨道交通、新能源汽车等应用的需求，基于SiC和GaN的功率器件已经实现了商用化，并逐步取代传统的Si基功率器件；而如果能够突破Ga2O3的MOCVD薄膜生长技术瓶颈，发展基于Ga2O3的新一代功率器件，则可以实现功率器件的耐压能力、转换效率、工作频率和系统集成度的进一步提升，并降低功率器件和系统的成本。

制备基于Ga2O3的高性能功率器件，其核心是利用Ga2O3具有超宽禁带的优点。利用这一特点，有望实现常规材料难以企及的性能，满足未来新型电力电子技术发展的需求，这些需求可能包括：由于Ga2O3具有超宽禁带宽度，其能够工作在超高电压场合，提升诸如军舰、大功率雷达等设备的功能；同样由于其超宽禁带宽度，Ga2O3耐辐射能力强，在空间探测领域具有极高的应用价值；此外，Ga2O3具有高饱和电子速率，其Johnson品质因子优于4H-SiC和GaN材料，是理想的射频器件材料，未来有可能在5G通讯领域发挥作用。