论文部分内容阅读
近年来,(AlxGa1-x)2O3作为一种超宽带隙半导体材料,由于其优异的光电性能与化学稳定性,使得其在高功率器件和紫外探测等方面具有潜在价值。本文使用磁控溅射,通过Al/Ga2O3靶和Al2O3/Ga2O3靶制备了(AlxGa1-x)2O3薄膜,研究了不同参数对(AlxGa1-x)2O3薄膜晶体质量的影响,并在(AlxGa1-x)2O3薄膜上制备了叉指电极,形成了MSM型紫外探测器,分析了(AlxGa1-x)2O3薄膜的光电性能,主要工作如下:(1)利用Al/Ga2O3靶在蓝宝石衬底(0001)面上制备了(AlxGa1-x)2O3薄膜,分别研究了溅射功率、溅射压强和退火温度对(AlxGa1-x)2O3薄膜结晶质量、表面形貌等的影响。通过XRD、SEM、UV-Vis、XPS、Raman等测试手段,研究分析了薄膜的晶体结构、形貌特征和光学信息,初步确定了Al/Ga2O3靶制备高质量的(AlxGa1-x)2O3薄膜参数为溅射功率140 W,溅射压强1.2 Pa,溅射氧氩比0:38,溅射时间120 min,退火温度900℃,退火时间120 min。(2)利用Al2O3/Ga2O3靶在蓝宝石衬底(0001)面上制备了(AlxGa1-x)2O3薄膜,分别研究了溅射功率、溅射压强和氧流量对(AlxGa1-x)2O3薄膜结晶质量、表面形貌等的影响。通过XRD、SEM、UV-Vis、Raman等测试手段,研究分析了薄膜的晶体结构、形貌特征和光学信息,初步确定了Al/Ga2O3靶制备高质量的(AlxGa1-x)2O3薄膜参数为溅射功率120 W,溅射压强1.6 Pa,溅射氧氩比8:38,溅射时间120 min,退火温度900℃,退火时间120 min。(3)通过标准光刻和剥离技术在(AlxGa1-x)2O3薄膜上制备了叉指电极,形成MSM型探测器。在低溅射功率下采用Al2O3/Ga2O3靶制备的(AlxGa1-x)2O3薄膜,非晶和空气退火后没有响应度,但Ar气氛围下退火后的(AlxGa1-x)2O3薄膜在50 V偏压下,对224 nm波长显示出47 mA/W的光谱响应度。在高溅射功率下利用Al/Ga2O3靶和Al2O3/Ga2O3靶制备的(AlxGa1-x)2O3薄膜经空气退火后,在50 V偏压下,分别对222 nm和224 nm波段显示了0.7 A/W和0.65 A/W的光谱响应。