缺陷对β-Ga_(2)O_(3)薄膜的结构和光学特性的影响

采用射频磁控溅射技术和后期退火在蓝宝石衬底上成功制备了β-Ga_(2)O_(3)薄膜。借助于X射线衍射(XRD)、拉曼散射光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、以及二次离子质谱(SIMS)研究了缺陷对β-Ga_(2)O_(3)薄膜的结构和光学特性的影响。结果表明,未退火的Ga_(2)O_(3)薄膜呈现非晶态,随高温退火时间逐渐增加,非晶Ga_(2)O_(3)薄膜逐步转变为沿(-201)方向择优生长的β-Ga_(2)O_(3)薄膜。所有Ga_(2)O_(3)薄膜在近紫外到可见光区的平均透过率都高达95%,β相Ga_(2)O_(3)薄膜的光学带隙比非晶态薄膜增加~0.3 eV,且随退火时间的增加,β-Ga_(2)O_(3)薄膜的光学带隙也随之变宽。此外,发现非晶Ga_(2)O_(3)薄膜富含氧空位缺陷,高温退火处理后,β-Ga_(2)O_(3)薄膜中的氧空位浓度明显降低,但蓝宝石衬底中的Al极易扩散至Ga_(2)O_(3)薄膜层,并随退火时间的增加Al浓度明显增加,氧空位的降低和Al杂质的增加是导致β-Ga_(2)O_(3)薄膜光学带隙变宽的主要原因。

氧化镓微晶薄膜制备及其日盲深紫外探测器

采用射频磁控溅射技术和热退火技术在石英衬底上制备了微晶态Ga2O3薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、紫外-可见-红外分光光度计(UV-Vis-IR)以及X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对薄膜结构、光学特性以及化学组分进行了系统研究。结果表明,制备的Ga2O3薄膜呈非晶态,退火处理后,薄膜由非晶态转变为含β相Ga2O3的微晶薄膜,随退火温度升高,薄膜内部微晶成分不断增加,但最终在石英衬底上制备的薄膜并未全部转换成全晶态薄膜(β-Ga2O3)。基于非晶和微晶Ga2O3薄膜制备了金属-半导体-金属(MSM)结构的日盲深紫外探测器,发现非晶Ga2O3薄膜基器件表现出更高的光响应,而微晶Ga2O3薄膜基器件则具有更低的暗电流和更快的响应速度。