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21世纪半导体材料的一个研究热点就是在半导体材料中掺杂少量的金属离子,通过掺入不同的金属离子可以得到P型或N型半导体。直接带隙宽禁带半导体材料—Ga2O3,应用范围广泛。Ga2O3在深紫外区和可见光区的透过率较高,在光电子器件方面的应用被寄予厚望,如Ga基半导体材料的绝缘层,紫外线滤光片和O2化学探测器等领域。1.本文主要对β-Ga2O3薄膜的制备方法、性质及其应用进行了概括。利用激光分子束外延法制备出氧化镓薄膜,并研究了在制备过程中不同的生长条件(如氧分压、激光能量、衬底温度)对氧化镓薄膜质量的影响。找到了氧化镓的最佳生长条件,其最佳生长条件为:激光能量200mJ,氧分压为1.0Pa,背景真空度5×10-5Pa,靶基距5cm,衬底温度为675℃.2.本论文还用同样的方法制备了含有ZnO纳米夹层的β-Ga2O3复合薄膜,并研究了GZG薄膜的特性。改变ZnO纳米夹层的不同溅射时间,得到了三组不同的薄膜,对这三组薄膜的X射线衍射谱、横截面SEM图、光致发光谱分别与氧化镓薄膜的进行对比,与β-Ga2O3薄膜不同的是,光致发光谱显示随着ZnO溅射时间的增加GZG薄膜的发光中心出现了先红移再蓝移的现象。3.为了使氧化镓薄膜得到更好的应用,本文还分别制备了Sn和Cu掺杂的氧化镓薄膜,采用双靶溅射的方法,然后再在管式炉中退火,使掺杂原子混合均匀。(1).通过改变Sn靶的溅射时间,我们制得了不同掺杂浓度的Sn掺杂氧化镓薄膜,并对样品进行了各种测试。对样品进行了SEM,XRD,XPS,Raman和紫外透射及禁带宽度的分析,结果显示,随着Sn靶溅射时间的增加(也就是Sn掺杂浓度的增加),薄膜的透射率逐渐增加,在深紫外区可达80%以上,使得薄膜能够更好的应用于光电器件。(2).通过改变Cu靶的溅射时间,制得了不同掺杂浓度的Cu掺杂氧化镓薄膜,对样品进行了各种测试分析。XRD结果显示Cu的掺入使氧化镓的生长方向和晶粒大小发生了改变,SEM表面形貌图表明Cu的掺入使得薄膜表面出现大颗粒,紫外透射光谱表明Cu含量的增加导致透射率逐渐降低,禁带宽度减小,薄膜的吸收峰出现红移现象,拉曼谱显示出拉曼振动峰数量减少。