氧化镓异质外延薄膜结构与性质的关系研究

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1、如ｋｉ．＼承（输島祗嘴朵击如乂＊葦ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ？专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ＼Ｍ－论文题目氧化镑异质外延薄膜结构与性质的关系妍究Ｊ专业学位类别工程硕±＇广、、游知脚学号２Ｑ１３２２Ｑ３０４３６作者姓名夏勇指导教师刘兴削教授＊、Ｉ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及

2、取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名；日期：趴／年／月日＿／论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可＾心将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影

3、印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）Ｓ作者签名；＿＿导师签名：刻日期；＾／／年／月／日分类号密级注1UDC学位论文氧化镓异质外延薄膜结构与性质的关系研究（题名和副题名）夏勇（作者姓名）指导教师刘兴钊教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2016.03.18论文答辩日期2016.05.10学位授予单位和日期电子科技大学2016年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHO

4、NTHERELATIONSHIPBETWEENSTRUCTUREANDPROPERTIESOFGALLIUMOXIDEHETEROEPITAXIALFILMAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:YongXiaSupervisor:XingzhaoLiuSchool:SchoolofMicroelectronicsandSolid-StateElectronics摘要摘要近年来，日盲紫外探测技

5、术具有背景噪声小的优势，越来越被世界各国研究机构所关注，常见的日盲紫外敏感材料有AlGaN、ZnMgO、金刚石等。近年来，人们逐渐认识到：氧化镓是一种直接带隙的宽禁带半导体材料，且其禁带宽度约为4.9eV，非常适合日盲紫外探测器的研制需要，但是，氧化镓的材料研究才刚刚起步，异质外延氧化镓薄膜微观结构与其紫外探测器之间的关系还没有被完全弄清楚，本论文通过多种技术手段调控异质外延氧化镓薄膜的微观结构，并通过光电导型日盲紫外探测器的研制及性能测试，试图将氧化镓异质外延薄膜微观结构与其光电导性质联系起来，整个论文的主要研究内容分为以下几个部分：（1）开展了多晶氧化镓薄

6、膜光电特性研究，研究了不同气氛和不同温度条件下退火处理对氧化镓薄膜微观结构与光电导特性的影响，采用XRD、AFM等手段来表征退火处理后氧化镓薄膜微观结构，微观结构测试表明：无论在哪种气氛条件下退火处理，氧化镓薄膜质量会随着退火温度的升高逐渐变好，当退火温度达__到1050℃时，所制备的氧化镓薄膜具有（201）择优取向特性。另外，将不同条件下退火处理的氧化镓薄膜制备成光电导日盲紫外探测器，其器件测试结果显示：无论哪种气氛条件下退火处理，都会随着退火温度的升高，探测器的光电流与暗电流而逐渐下降，器件的时间响应特性变差，但是，器件的光暗电流比会在某一4温度下升高一个

7、数量级而达到10，且紫外光谱响应曲线呈现蓝移现象，截止波长逐渐减小。（2）开展了外延生长氧化镓薄膜微观结构与性质研究，研究了基片原位退火处理对氧化镓薄膜微观结构及光电导特性的影响，研究结果显示：基片原位退火处理对β-Ga2O3薄膜结晶质量有一定程度的改善，随着基片原位退火时间的延长，β-Ga2O3薄膜结晶质量会呈现先逐渐变好而后逐渐变差的趋势，其中，基片原位退火时间为60min时，β-Ga2O3薄膜结晶质量最好，而基片原位退火时间为240min时，β-Ga2O3薄膜结晶质量最差。此外，通过器件制备实验还发现：外延生长的氧化镓薄膜质量越好，薄膜电导率越高、光电导

8、探测器的光暗电流越大，但是器件的上升时