【外延论文】在硅上溅射 Ga₂O₃ 薄膜的生长和沉积后退火过程中采用双步氮气环境的影响

        近期，由马来西亚理科大学的研究团队在学术期刊Journal of Materials Science: Materials in Electronics发布了一篇名为Effects of implementing dual-step nitrogen ambient for growth and post-deposition annealing of Ga₂O₃ films sputtered on silicon（在硅上溅射 Ga₂O₃ 薄膜的生长和沉积后退火过程中采用双步氮气环境的影响）的文章。

摘要

        在不同温度（600、700、800 和 900 ℃）下，采用创新的双步氮气（N₂）环境生长氧化镓（Ga₂O₃）薄膜并进行沉积后退火。本研究旨在探究薄膜的晶体结构、形态形成、光学和电学特性。研究采用了多种光谱和显微技术，包括掠入射 X 射线衍射、能量色散 X 射线光谱、场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜、紫外可见光谱、光致发光和半导体参数分析仪，对制备的薄膜进行了表征。观察到立方相（γ-Ga₂O₃）和单斜相（β-Ga₂O₃）的混合相随温度的变化而变化。值得注意的是，γ-Ga₂O₃ 在 900 ℃ 时转变为 β-Ga₂O₃ 相，导致结晶度增加、半峰全宽变窄以及位错密度降低。薄膜表面呈现出光滑的纳米结构，粗糙度低，形貌均匀。Ga₂O₃ 薄膜的直接带隙能在 4.56-4.71 eV 之间，在 800 ℃ 时达到最高值，从而产生了最高的临界击穿电场（E_c）。然而，该样品获得的最高E_c值并没有转化为最低漏电流密度。研究结果凸显了 Ga₂O₃ 薄膜在下一代光电设备中的潜在应用。本研究报告系统地介绍了工作的详细调查和获得的结果。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2024.108054