氧化鎵作為寬直接帶隙(禁帶寬度⁵ eV)的半導(dǎo)體材料,由于其優(yōu)秀的物理化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的光電學(xué)特性,使其在高性能器件等應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊前景。本文利用射頻磁控濺射方法制備了Ga₂O₃薄膜,后續(xù)通過高溫退火固相結(jié)晶的方法實現(xiàn)β-Ga₂O₃薄膜的結(jié)晶。研究了制備工藝參數(shù)和后熱退火處理對Ga₂O₃薄膜性質(zhì)的影響,從而提高薄膜質(zhì)量,并在Ga₂O₃薄膜基礎(chǔ)上制備了叉指電極,形成MSM型紫外光電探測器,分析探測器性能。本文的主要研究工作如下:(1)采用氧化鎵靶材通過RF磁控濺射方法在藍寶石(0001)襯底上沉積Ga₂O₃薄膜,分別探究不同工藝參數(shù)的影響,包括濺射功率、工作壓強、氧氬比等。分析不同系列參數(shù)對薄膜的微觀晶體結(jié)構(gòu)、光電學(xué)特性等的影響。通過XRD、SEM、UV-Vis、PL等表征手段,研究分析薄膜晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)晶取向、形貌特征、晶粒尺寸、光學(xué)透過性、發(fā)光特...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景和意義
    1.2 氧化鎵基本性質(zhì)
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.3 國內(nèi)外文獻綜述
    1.4 本論文的主要研究內(nèi)容
第2章 樣品制備及表征方法
    2.1 薄膜制備
        2.1.1 磁控濺射設(shè)備及原理
        2.1.2 后退火處理
        2.1.3 實驗所需材料
    2.2 薄膜日盲紫外探測器制備
        2.2.1 器件結(jié)構(gòu)及原理
        2.2.2 器件的制備
    2.3 實驗表征技術(shù)
        2.3.1 X射線衍射(XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.3 紫外-可見光譜(UV-VIS)
        2.3.4 光致發(fā)光光譜(PL)
        2.3.5 光譜響應(yīng)測試
        2.3.6 伏安特性測試(I-V)
第3章 藍寶石襯底上氧化鎵薄膜制備及其性質(zhì)研究
    3.1 引言
    3.2 氧化鎵薄膜的表征及分析
        3.2.1 濺射功率對薄膜的影響
        3.2.2 工作壓強對薄膜的影響
        3.2.3 氧氬比對薄膜的影響
        3.2.4 退火溫度對薄膜的影響
        3.2.5 退火時間對薄膜的影響
    3.3 本章小結(jié)
第4章 硅襯底上氧化鎵薄膜制備及其性質(zhì)研究
    4.1 引言
    4.2 氧化鎵薄膜的表征及分析
        4.2.1 低氧緩沖層對薄膜的影響
        4.2.2 濺射功率對薄膜的影響
        4.2.3 工作壓強對薄膜的影響
        4.2.4 氧氬比對薄膜的影響
        4.2.5 濺射時間對薄膜的影響
        4.2.6 退火溫度對薄膜的影響
    4.3 本章小結(jié)
第5章 氧化鎵基日盲紫外探測器制備及其性質(zhì)研究
    5.1 引言
    5.2 非晶a-GaO_x和β-Ga₂O₃薄膜性質(zhì)比較分析
    5.3 非晶氧化鎵薄膜的器件性能分析
    5.4 摻Sn氧化鎵薄膜的器件性能分析
        5.4.1 Ga₂O₃:Sn薄膜晶體結(jié)構(gòu)分析
        5.4.2 Ga₂O₃:Sn薄膜光學(xué)性質(zhì)分析
        5.4.3 Ga₂O₃:Sn薄膜器件光譜響應(yīng)度分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他成果
致謝



本文編號：3866430