研究目的
研究高质量氧化镓(Ga2O3)薄膜的优化溅射条件,并分析这些薄膜的晶体结构和形貌。
研究成果
射频溅射技术因其更高的纯度水平和形成多晶结构的能力而具有优势。热氧化法可靠且经济实惠,适用于为镓基器件创建氧化物钝化层。
研究不足
热氧化会导致表面杂质大量增加且薄膜均匀性较差。由于晶格失配特性,射频溅射在增加薄膜厚度时是一个缓慢的过程。
1:实验设计与方法选择:
本研究比较了两种Ga2O3合成工艺——采用射频磁控溅射技术的直接沉积法与GaN样品的热氧化法。
2:样品选择与数据来源:
Ga2O3薄膜生长于(111)掺磷硅(Si)和蓝宝石(Al2O3)衬底上。
3:实验设备与材料清单:
AJA国际超高真空(UHV)磁控溅射系统、高温箱式炉、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪。
4:实验步骤与操作流程:
样品使用91%异丙醇清洗。射频溅射采用GaN和Ga2O3靶材,工艺气体为氩气和氮气。热氧化在800°C至1000°C下进行2–5小时。
5:数据分析方法:
通过XPS、SEM、AFM和XRD进行材料表征、表面分析及电学性能评估。
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Thermo Scientific K-alpha x-ray photoelectron spectrometer
K-alpha
Thermo Scientific
Used for XPS measurements.
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AJA International Ultra High Vacuum (UHV) Magnetron Sputtering System
AJA International
Used for sputtering GaN and Ga2O3 films.
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high-temperature box furnace
MXI M18-40
Used for thermal oxidation of GaN samples.
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scanning electron microscope
Used for surface topography analysis.
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atomic force microscope
Used for surface topography analysis.
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x-ray diffractometer
Used for crystal structure analysis.
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