Ga2O3薄膜的常温磁控溅射制备对其结构及光学特性的影响

论文摘要

本文通过常温射频磁控溅射在单抛硅片和石英玻璃基底上溅射制备Ga2O3薄膜。采用分光光度计和椭偏仪测试薄膜的紫外光波段的透过率、折射率和光学吸收,利用X射线光电子能谱（XPS）测试了不同氧气氛下Ga2O3薄膜中氧元素的化学价态及其含量,X射线衍射（XRD）测试和拉曼散射光谱测试研究退火对薄膜生长及晶相结构的影响,采用微控四探针测试仪测试了薄膜的电阻率。研究了溅射功率、氩氧比、退火等工艺参数对薄膜结构及光电性能的影响。研究发现经过常温溅射后,再经过后退火处理的薄膜,无论在结构还是光学性能都优于之前传统制备工艺。结果显示:在氩氧比为80∶20、溅射功率为175 W、压强1.5 Pa条件下溅射2 h,沉积的薄膜厚度为197.6 nm,在紫外光波段吸收峰在284 nm,峰值透过率达到92.82%。在900℃退火下,薄膜的导电性能最好,电阻率达到137.21 m·cm。XRD测试和拉曼散射光谱结果表明,随着退火温度的升高,薄膜表现出择优生长趋势,发现β-Ga2O3的（201）、（401）和（403）的衍射峰随着退火温度的增加进一步增强。利用Tauc公式由透过率数据计算光学带隙结果表明,随着退火温度升高薄膜光学带隙由在4.93～5.28 eV范围内变化。

论文目录

• 1 实验仪器及方法
• 2 结果讨论
•   2.1 Ga2O3薄膜结构特性分析
•     2.1.1 不同氩氧比制备Ga2O3薄膜的XPS分析
•     2.1.2 XRD测试分析
•     2.1.3 拉曼测试
•   2.2 Ga2O3薄膜的光电特性分析
•     2.2.1 不同氩氧比制备Ga2O3薄膜透射光谱
•     2.2.2 火温度对Ga2O3薄膜透射谱和光学带隙的影响
•     2.2.3 退火温度对Ga2O3薄膜电阻率的影响
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 邵雨,蔡长龙,杨陈

关键词: 磁控溅射,薄膜,射线衍射,拉曼散射,光学带隙

来源: 真空科学与技术学报 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 西安工业大学光电工程学院

基金: 陕西省科技厅重点产业创新链项目(项目编号:2018ZDCXL-GY-08-02-01),陕西省教育厅重点实验室科研计划项目(项目编号:17JS046),陕西省教育厅重点实验室科研计划项目(项目编号:17JS049),西安市智能探视感知重点实验室项目(项目编号:201805061ZD12CG45)

分类号: TB302

DOI: 10.13922/j.cnki.cjovst.2019.12.09

页码: 1096-1101

总页数: 6

文件大小: 1835K

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