研究目的
研究溅射沉积Ga2O3薄膜的物理、结构、化学、光学和机械性能,特别是生长温度对这些性能的影响。
研究成果
通过改变衬底温度(从室温至800°C),在Si(100)和石英基底上溅射沉积了Ga2O3薄膜。结果表明:在Ts=RT-400°C条件下沉积的Ga2O3薄膜呈非晶态,而Ts≥500°C时沉积的薄膜为具有稳定β相的纳米晶结构。Ga2O3薄膜的结构、光学性能与力学行为之间的函数关系,可作为制备满足特定技术应用需求材料的路线图。
研究不足
本研究仅限于生长温度对溅射沉积Ga2O3薄膜性能的影响,未探讨其他沉积参数(如溅射功率和气体压力)的潜在影响。
1:实验设计与方法选择:
采用射频磁控溅射法在硅(Si)晶圆和石英衬底上沉积Ga2O3薄膜,研究了衬底温度(Ts)对Ga2O3薄膜性能的影响。
2:样品选择与数据来源:
薄膜在不同温度范围(25-800°C)下沉积制备。
3:实验设备与材料清单:
射频磁控溅射系统、Ga2O3靶材(Plasmaterials公司)、硅(Si)晶圆、石英衬底。
4:实验流程与操作步骤:
沉积过程持续30分钟,薄膜厚度范围为40-33纳米。整个沉积过程中保持衬底旋转以确保表面均匀覆盖。
5:数据分析方法:
通过卢瑟福背散射光谱(RBS)测定薄膜成分,采用X射线光电子能谱(XPS)分析化学组成,分别利用X射线衍射(XRD)和分光光度法进行结构与光学特性测量。
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Spectroscopic ellipsometer
J.A. Woollam vertical variable-angle spectroscopic ellipsometer
J.A. Woollam Co
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Ga2O3 target
2 in. diameter
Plasmaterials Inc.
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Used for the deposition of Ga2O3 films.
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X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) system
Physical Electronics PHI 5700
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Cary 5000
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