【外延论文】溅射非晶 Ga₂O₃ 薄膜中优化的氧通量实现高性能日盲紫外光探测器

        由西安交通大学的研究团队在学术期刊 Vacuum 发布了一篇名为 Optimized oxygen flux in sputtering amorphous Ga₂O₃ thin films enables high-performance solar-blind UV photodetectors（溅射非晶 Ga₂O₃ 薄膜中优化的氧通量实现高性能日盲紫外光探测器）的文章。

摘要

        本研究系统探讨了氧气通量对通过射频磁控溅射法沉积于 SiO₂/Si 衬底上的非晶氧化镓（a-Ga₂O₃）薄膜光学特性的影响。通过全面的材料表征与器件性能分析，我们阐明了缺陷演变（包括氧空位及其他本征缺陷）与相应光电响应之间的关联。研究发现氧空位浓度主要影响光学带隙。尽管增加氧气通量可显著降低氧空位浓度，但由于同时引入了额外的缺陷态，整体缺陷密度呈现非线性趋势。因此器件性能对氧气通量呈现非线性依赖。在中等氧气通量条件下制备的探测器展现出高达 4×10⁵ 的超高光暗电流比，以及 pA 级低暗电流。此外，这些器件展现出快速响应动力学特性：上升时间为 28.9 ms，下降时间仅 0.9 ms。这些特性变化归因于缺陷与材料性质的相互作用。本研究为高性能非晶态 Ga₂O₃ 日盲紫外光探测器的工艺开发提供了关键性见解。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2025.114748