【国际论文】氮气退火处理对等离子体增强原子层沉积生长的Ga₂O₃薄膜的光学、微观结构和化学特性的影响

        由复旦大学工程与应用技术研究院的研究团队在科学杂志《ACS Publications》上发表了一篇名为Influence of Nitrogen Annealing Treatment on Optical, Microstructural, and Chemical Properties of Ga₂O₃ Film Grown by Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposition（氮气退火处理对等离子体增强原子层沉积生长的Ga₂O₃薄膜的光学、微观结构和化学特性的影响）的论文文章。

内容摘要

        在此文中，采用等离子体增强原子层沉积（PEALD）在硅衬底上成功生长了高质量的β-Ga₂O₃薄膜，并研究了退火温度对β-Ga₂O₃薄膜的影响。采用原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线反射（XRR）和紫外（UV）发射光谱等方法对Ga₂O₃薄膜进行了系统表征。AFM测试结果显示，随着退火温度从500到900℃的增加，薄膜的粗糙度从0.542增加到1.58nm。XPS测试结果显示，经过退火处理的薄膜中氧空位的浓度显著降低。退火后，薄膜的能带从4.73增加到5.01eV，以及价带最大值（VBM）从2.58增加到2.67eV，表明氮气退火处理可以改善薄膜的质量。结果表明，在原子层沉积（ALD）后经过退火处理可以获得高质量的Ga₂O₃薄膜。所提出的方法可以实现Ga₂O₃薄膜的理想化学计量比以及光学、电学和微观结构性能的精确控制。该研究为将Ga₂O₃材料在光电检测、功率器件、透明电子学等领域的未来应用奠定了基础。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.2c07177