磁控溅射衬底加热温度和后退火温度对制备β-Ga2O3薄膜材料的影响

作者：高灿灿; 姬凯迪; 马奎; 杨发顺^*

来源：人工晶体学报, 2021, 50(02): 296-309.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2021.02.011

• β-Ga2O3薄膜
• 宽禁带半导体
• 磁控溅射
• 衬底加热温度
• 高温退火
• 晶体结构
• 表面形貌

作为宽禁带半导体材料的一员,结构稳定的β-Ga2O3具有比SiC和GaN更宽的禁带宽度和更高的巴利加优值,近年来受到科研人员的广泛关注。本文采用射频(RF)磁控溅射法在C面蓝宝石衬底上生长β-Ga2O3薄膜,探究溅射过程中衬底加热温度的影响。溅射完成后通过高温退火处理提升薄膜质量,研究衬底加热温度和后退火温度对氧化镓薄膜晶体结构和表面形貌的影响。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)等测试手段对β-Ga2O3薄膜晶体结构、表面形貌等进行分析表征。实验结果表明,随着衬底加热温度的升高,β-Ga2O3薄膜表面粗糙度逐渐降低,薄膜晶体质量得到显著提升;在氧气气氛中进行后退火,合适的后退火温度有利于氧化镓薄膜重新结晶、增大晶粒尺寸,能够有效修复薄膜的表面态和点缺陷,对于改善薄膜晶体质量有明显优势。

• 单位
  贵州大学