本文關(guān)鍵詞：基于氧化鎵薄膜的異質(zhì)結(jié)構(gòu)制備及其性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著信息微電子技術(shù)的發(fā)展,寬禁帶半導(dǎo)體以其優(yōu)良的性能和較低的能耗越來(lái)越受到人們的關(guān)注。其中,氧化鎵是一種具有直接帶隙的寬禁帶半導(dǎo)體材料,其禁帶寬度為4.9eV,因其具有較高的禁帶寬度、較高的擊穿電壓、優(yōu)良的紫外透過(guò)性能而受到越來(lái)越多的科研人員的關(guān)注。β-Ga_2O_3因存在氧空位缺陷而成為一種本征n型氧化物半導(dǎo)體,人們?cè)趯?shí)驗(yàn)中比較難制得p型Ga_2O_3,但可以在其他材料上生長(zhǎng)n型Ga_2O_3薄膜,研究Ga_2O_3與其他材料(特別是p型材料)形成的異質(zhì)結(jié),從而探索β-Ga_2O_3可能存在的相關(guān)性能,挖掘β-Ga_2O_3潛在的應(yīng)用前景。本文采用磁控濺射技術(shù)和脈沖激光沉積技術(shù)在藍(lán)寶石襯底上制備了氧化鎵薄膜,研究了不同生長(zhǎng)溫度對(duì)氧化鎵薄膜的影響。隨后采用正交實(shí)驗(yàn)法探索了制備氧化亞銅薄膜所需的條件。并在此基礎(chǔ)上以ITO為襯底制備了Ga_2O_3/Cu_2O異質(zhì)結(jié),測(cè)量了該結(jié)構(gòu)的阻變性能,并對(duì)其物理機(jī)制進(jìn)行了研究。本論文的主要研究工作及取得的成果具體歸納如下:1、分別采用磁控濺射和脈沖激光沉積制備了氧化鎵薄膜,研究了制備氧化鎵薄膜時(shí)襯底溫度對(duì)所得產(chǎn)物的影響,并對(duì)所制薄膜做了一定的表征。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)采用磁控濺射得到的薄膜的結(jié)晶性能隨著溫度的升高而逐漸變好,而通過(guò)脈沖激光沉積技術(shù)所制得的薄膜在600℃以下以非晶態(tài)氧化鎵為主,薄膜沒(méi)有產(chǎn)生明顯的結(jié)晶,而在700℃以上時(shí)薄膜產(chǎn)生了明顯的結(jié)晶。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),在750℃制備的氧化鎵薄膜致密均勻、質(zhì)量較好。2、以金屬銅為靶材采用磁控濺射法制備銅氧化物薄膜。通過(guò)改變溫度、氣流量、濺射功率等條件,研究了不同因素對(duì)薄膜的晶體結(jié)構(gòu)以及薄膜質(zhì)量的影響,探索了制備氧化亞銅薄膜所需的條件。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)氧化亞銅薄膜的結(jié)晶程度以及晶體的生長(zhǎng)取向主要和溫度的變化有關(guān),氣流量的變化則影響了薄膜中銅的價(jià)態(tài),而濺射功率則主要影響了薄膜的生長(zhǎng)速度。3、在ITO襯底上制備了Ga_2O_3/Cu_2O異質(zhì)結(jié),測(cè)量該異質(zhì)結(jié)的電學(xué)性能,通過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)該異質(zhì)結(jié)存在雙極型阻變和單極型阻變共存的現(xiàn)象。進(jìn)一步測(cè)量其阻變性能的穩(wěn)定性,發(fā)現(xiàn)該異質(zhì)結(jié)的具有良好的保持特性和循環(huán)特性,且SET和RESET電壓變化范圍比較穩(wěn)定。通過(guò)公式擬合進(jìn)一步分析該異質(zhì)結(jié)中的阻變機(jī)理,發(fā)現(xiàn)這種阻變現(xiàn)象可能與Ga_2O_3/Cu_2O異質(zhì)結(jié)中界面附近陷阱的捕獲和釋放效應(yīng)以及氧空位的移動(dòng)有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：氧化鎵 薄膜制備 氧化亞銅 異質(zhì)結(jié)構(gòu) 阻變現(xiàn)象
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ133.51;TB383.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-27
• 1.1 前言9-10
• 1.2 氧化鎵材料簡(jiǎn)介10-13
• 1.2.1 β-Ga_2O_3的結(jié)構(gòu)及性能10-11
• 1.2.2 β-Ga_2O_3的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景11-13
• 1.3 氧化鎵基異質(zhì)結(jié)研究進(jìn)展13-14
• 1.4 氧化亞銅的相關(guān)結(jié)構(gòu)及性能14-15
• 1.4.1 Cu_2O的結(jié)構(gòu)與性能14-15
• 1.4.2 Cu_2O的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景15
• 1.5 阻變存儲(chǔ)器簡(jiǎn)介15-22
• 1.5.1 阻變存儲(chǔ)器的組成結(jié)構(gòu)、材料及阻變類型16-18
• 1.5.2 阻變存儲(chǔ)器的電阻轉(zhuǎn)變機(jī)制18-22
• 1.6 本論文工作的目的、內(nèi)容和意義22-23
• 參考文獻(xiàn)23-27
• 第二章 薄膜的制備及表征技術(shù)27-38
• 2.1 薄膜生長(zhǎng)過(guò)程簡(jiǎn)介27-28
• 2.2 β-Ga_2O_3薄膜制備技術(shù)28-31
• 2.2.1 磁控濺射法28-30
• 2.2.2 脈沖激光沉積技術(shù)(PLD)30-31
• 2.3 薄膜的表征技術(shù)31-36
• 2.3.1 X射線衍射法(XRD)31-32
• 2.3.2 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)32-34
• 2.3.3 紫外可見(jiàn)吸收譜(UV-Vis Spectra)34
• 2.3.4 低能電子衍射(RHEED)34-36
• 參考文獻(xiàn)36-38
• 第三章 氧化鎵薄膜的制備38-47
• 3.1 薄膜制備前的準(zhǔn)備過(guò)程38-39
• 3.1.1 襯底的清洗38-39
• 3.1.2 襯底的安裝39
• 3.2 磁控濺射法制備 β-Ga_2O_3薄膜39-41
• 3.3 脈沖激光沉積制備 β-Ga_2O_3薄膜41-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 參考文獻(xiàn)46-47
• 第四章 氧化亞銅薄膜的生長(zhǎng)條件探索47-55
• 4.1 沉積溫度對(duì)Cu_2O薄膜的影響47-50
• 4.2 氣流量對(duì)Cu_2O薄膜的影響50-52
• 4.3 濺射功率對(duì)Cu_2O薄膜的影響52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 參考文獻(xiàn)54-55
• 第五章 Ga_2O_3/Cu_2O異質(zhì)結(jié)制備及性能研究55-65
• 5.1 ITO襯底上Ga_2O_3/Cu_2O異質(zhì)結(jié)薄膜的制備55-56
• 5.2 Ga_2O_3/Cu_2O異質(zhì)結(jié)阻變性能56-59
• 5.3 Ga_2O_3/Cu_2O異質(zhì)結(jié)阻變機(jī)理分析59-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 參考文獻(xiàn)63-65
• 第六章 結(jié)論65-66
• 致謝66-67
• 碩士期間發(fā)表的論文67

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本文編號(hào)：334732