博远微朗 - Vision Precision Instruments

咨询电话:010 - 8071 0093
VPI Applications
案例中心
O2流量对RF磁控溅射Ga2O3生长性能的影响
来源: | 作者:vpichina | 发布时间: 2023-01-29 | 1154 次浏览 | 分享到:
研究了RF磁控溅射技术中O2流量对氧化镓(Ga2O3)性能的影响。采用x射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射光谱和光致发光(PL)光谱对Ga2O3薄膜进行了研究。随着氧流量的增加,Ga2O3样品的晶体质量和发光强度均先降低后增强。所有这些观察结果都表明,氧缺陷密度的降低是材料晶体质量和发射强度提高的原因。结果表明,通过调节氧流量可以获得高质量的Ga2O3材料。

通过XRD技术(XRDXPert, Philips, Eindhoven, Netherlands)Ga2O3的结构进行了表征。在场发射扫描电子显微镜(FE-SEM, ZEISS Merlin Compact, Oberkochen, Germany)上对样品的形貌进行了表征。以Zolix响应度测量系统(λ = 266 nm)为激发源(DSR600Zolix,北京,中国),研究了PL光谱。

 

 

结果与结论

显示了不同O2流速下Ga2O3薄膜的x射线衍射结果。衍射峰位于29.7°37.6°58.4°,分别来自β-Ga2O3400402603处。对于无O2流量的样品,400402603的β-Ga2O3衍射峰共存;这说明该样品为多晶。随着O2流量从0 sccm增加到4 sccm, 400 β-Ga2O3的衍射峰强度降低,402603 β-Ga2O3的衍射峰强度均增加。这两种衍射都属于单斜Ga2O3201平面家族。上述结果表明,制备出了高度201织构的β-Ga2O3样品,随着氧流量的增加,晶体取向逐渐增强。当O2流量从0增大到4 sccm时,402 β-Ga2O3峰的半高宽(FWHM)分别为1.00°1.10°1.06°0.96°FWHM值依赖于O2流量,结果表明较高的O2流量会改善晶体质量。当氧流量为4 sccm时,FWHM最小,晶粒尺寸最大。XRD峰强度和样品FWHM值的综合结果表明,O2流量越大,样品质量越好。

 

综上所述,针对氧流对Ga2O3薄膜结构的影响,通过XRDEDXAFM、透射光谱和PL光谱研究了薄膜的光学性质。随着氧流动速率的增加,样品的晶体质量和发光强度都先降低后增强。这些结果表明,氧缺陷密度的降低是提高材料晶体质量和发射强度的原因,然而,目前还没有关于O2流量对RF磁控溅射生长Ga2O3性能的研究报道。我们的结果与其他技术以及各种实验操作参数的具体控制所获得的结果相似。Vu发现,高氧分压的β- ga2o3基光电探测器的性能优于低氧分压下制备的探测器。Wang等利用RF磁控溅射研究了氧流量比对sn掺杂Ga2O3薄膜性能的影响;他们发现,氧流比较高的样品表现出增强的性能。Shen的研究表明,氧退火将提高离子切割工艺生长的β-Ga2O3太阳盲光电探测器的性能。我们的研究结果表明,通过调节氧流量可以获得高质量的氧化镓材料。