由于平流層臭氧層的強(qiáng)烈吸收,在截止波長(zhǎng)小于280 nm范圍內(nèi)幾乎沒(méi)有光子從太陽(yáng)到達(dá)地球表面,日盲紫外探測(cè)器只能探測(cè)波長(zhǎng)小于280 nm的輻射,而對(duì)可見(jiàn)光和紅外線輻射不敏感,因此具有低噪聲、高靈敏度的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。Ga₂O₃具有禁帶寬度大、光學(xué)特性優(yōu)秀以及物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn),是制備日盲紫外探測(cè)器的理想材料。本文對(duì)影響薄膜材料制備的壓強(qiáng)、溫度、氧分壓和功率進(jìn)行了統(tǒng)一研究,通過(guò)材料表征手段表征了薄膜特性,然后對(duì)探測(cè)器光電性能進(jìn)行了比較,得出了以下結(jié)論:第一:用磁控濺射方法在c面藍(lán)寶石襯底上外延生長(zhǎng)Ga₂O₃,通過(guò)材料表征手段對(duì)比分析了不同沉積壓強(qiáng)下外延Ga₂O₃薄膜的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌、元素組成以及光學(xué)透過(guò)率,然后研制叉指型光電導(dǎo)紫外探測(cè)器。結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同壓強(qiáng)下外延Ga₂O₃薄膜沉積速率范圍為0.3 nm/min-2.0 nm/min。同時(shí)發(fā)現(xiàn)隨著濺射壓強(qiáng)增大Ga₂O₃薄膜粗糙... 

【文章來(lái)源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

(a)不同氧化鎵的體積膨脹率(b)不同氧化鎵的體積模量示意圖

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1.2 氧化鎵能帶結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果[8]1.2.2 β-Ga2O3的結(jié)構(gòu)及其特性在邊緣定義的薄膜分離生長(zhǎng)方法是一種值得討論的潛在技術(shù)，(010)晶體可以在特殊的結(jié)晶方向上切割出(2—01)晶面，這種方法生產(chǎn)出來(lái)的晶圓禁帶寬度為 4.9 eV，并且伴隨著臨界電場(chǎng)強(qiáng)度可以達(dá)到 8 MV/cm[29]-[31]。最近關(guān)于大塊晶體生長(zhǎng)的研究使得氧化鎵在電子功率開(kāi)關(guān)方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，引起了研究人員的廣泛興趣[32]。氧化鎵在可見(jiàn)光到 250nm 之間透過(guò)性較好并且可導(dǎo)電，它可以用作光學(xué)設(shè)備的窗口。對(duì)于器件應(yīng)用，包含有氧空位的 β-Ga2O3薄膜因?yàn)檠踉拥奈諘?huì)導(dǎo)致電導(dǎo)的變化，因此可以作為許多氣體的傳感器

藍(lán)色(2.8-3.0 eV)和綠色(2.4 eV)區(qū)域。研究發(fā)現(xiàn)大部分光致發(fā)光并不在深紫外區(qū)域，而只存在于紫外光區(qū)域和可見(jiàn)光區(qū)域(350-600 nm)。圖1.4 氧化鎵的藍(lán)光及紫外光致發(fā)光模型[55]2000 年，日本學(xué)者 Masahiro Orita 等[56]人在 880℃高溫下利用脈沖激光沉積(PLD)技術(shù)在普通二氧化硅玻璃上沉積了 Sn 摩爾摻雜比為 1%的 Ga2O3紫外透明導(dǎo)電薄膜。他所做實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是氧分壓（約為 10-5Pa）和沉積溫度的互相協(xié)調(diào)改進(jìn)，得到室溫薄膜下電導(dǎo)率為 1Scm-1，圖 1.5 給出了氧化鎵紫外透明導(dǎo)電薄膜電導(dǎo)率示意圖。實(shí)驗(yàn)研究開(kāi)辟了紫外透明抗靜電等應(yīng)用方向。圖1.5 氧化鎵紫外透明導(dǎo)電薄膜電導(dǎo)率示意圖[56]


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