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基于mist CVD的高纯相α-Ga_(2)O_(3)生长与光电响应特性研究
1
作者
姚苏昊
张茂林
+4 位作者
季学强
杨莉莉
李山
郭宇锋
唐为华
《人工晶体学报》
北大核心
2025年第2期233-243,共11页
超宽禁带半导体氧化镓(Ga_(2)O_(3))在功率电子和信息传感方面有重要应用,其高效、经济的制备方法是实现产业推广的重要环节。本文报道了一种Sn辅助雾相化学气相沉积(mist CVD)技术,基于这种非真空、低成本方法在c面蓝宝石衬底上成功外...
超宽禁带半导体氧化镓(Ga_(2)O_(3))在功率电子和信息传感方面有重要应用,其高效、经济的制备方法是实现产业推广的重要环节。本文报道了一种Sn辅助雾相化学气相沉积(mist CVD)技术,基于这种非真空、低成本方法在c面蓝宝石衬底上成功外延生长了高质量纯相α-Ga_(2)O_(3)薄膜。实验通过mist CVD生长温度的调控探索,获得了纯相α-Ga_(2)O_(3)薄膜外延生长的温度区间为500~600℃。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱、X射线光电子能谱(XPS)等方法对纯相α-Ga_(2)O_(3)薄膜进行了物相、形貌、光学特征、元素含量和价态表征,结果表明600℃生长的α-Ga_(2)O_(3)薄膜具有更高的结晶度,更致密和平整的表面形貌。进一步地,通过构建金属-半导体-金属(MSM)结构的光电探测器,研究了α-Ga_(2)O_(3)薄膜的深紫外(DUV)光电响应性能。500和600℃制备α-Ga_(2)O_(3)薄膜,其光暗电流比(PDCR)分别为5.85×10^(5)和7.48×10^(3),外量子效率(EQE)分别为21.8%和520%,响应度分别为0.044和1.09 A/W。在6 V偏压和254 nm光照下,500℃生长的α-Ga_(2)O_(3)薄膜的响应时间为0.97/0.36 s,600℃的样品响应时间却增大为2.89/4.92 s,这主要是Sn辅助生长在α-Ga_(2)O_(3)薄膜内形成了施主杂质,影响了载流子的输运效率。
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关键词
α-Ga_(2)O_(3)
雾相化学气相沉积
Sn辅助生长
光电响应
沉积温度
掺杂激活
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职称材料
题名
基于mist CVD的高纯相α-Ga_(2)O_(3)生长与光电响应特性研究
1
作者
姚苏昊
张茂林
季学强
杨莉莉
李山
郭宇锋
唐为华
机构
南京邮电大学
南京邮电大学
出处
《人工晶体学报》
北大核心
2025年第2期233-243,共11页
基金
国家重点研发计划(2022YFB3605404)
国家自然科学基金联合项目(U23A20349)
江苏省双创人才团队项目(JSSCTD202351)。
文摘
超宽禁带半导体氧化镓(Ga_(2)O_(3))在功率电子和信息传感方面有重要应用,其高效、经济的制备方法是实现产业推广的重要环节。本文报道了一种Sn辅助雾相化学气相沉积(mist CVD)技术,基于这种非真空、低成本方法在c面蓝宝石衬底上成功外延生长了高质量纯相α-Ga_(2)O_(3)薄膜。实验通过mist CVD生长温度的调控探索,获得了纯相α-Ga_(2)O_(3)薄膜外延生长的温度区间为500~600℃。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱、X射线光电子能谱(XPS)等方法对纯相α-Ga_(2)O_(3)薄膜进行了物相、形貌、光学特征、元素含量和价态表征,结果表明600℃生长的α-Ga_(2)O_(3)薄膜具有更高的结晶度,更致密和平整的表面形貌。进一步地,通过构建金属-半导体-金属(MSM)结构的光电探测器,研究了α-Ga_(2)O_(3)薄膜的深紫外(DUV)光电响应性能。500和600℃制备α-Ga_(2)O_(3)薄膜,其光暗电流比(PDCR)分别为5.85×10^(5)和7.48×10^(3),外量子效率(EQE)分别为21.8%和520%,响应度分别为0.044和1.09 A/W。在6 V偏压和254 nm光照下,500℃生长的α-Ga_(2)O_(3)薄膜的响应时间为0.97/0.36 s,600℃的样品响应时间却增大为2.89/4.92 s,这主要是Sn辅助生长在α-Ga_(2)O_(3)薄膜内形成了施主杂质,影响了载流子的输运效率。
关键词
α-Ga_(2)O_(3)
雾相化学气相沉积
Sn辅助生长
光电响应
沉积温度
掺杂激活
Keywords
α-Ga_(2)O_(3)
mist chemical vapor deposition
Sn-assisted growth
photoresponse
deposition temperature
doping activation
分类号
O78 [理学—晶体学]
TN304.21 [电子电信—物理电子学]
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题名
作者
出处
发文年
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1
基于mist CVD的高纯相α-Ga_(2)O_(3)生长与光电响应特性研究
姚苏昊
张茂林
季学强
杨莉莉
李山
郭宇锋
唐为华
《人工晶体学报》
北大核心
2025
0
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