二价元素Mg掺杂与Zn-Mg共掺氧化镓薄膜的制备及性能研究

发布时间：2024-02-18 01:43

　　氧化镓(Ga₂O₃)是一种新型的超宽禁带半导体材料,带隙约为4.9eV,相比于第三代半导体,具有禁带宽度更大、吸收截止边更短、生长成本更低等突出优点,同时拥有高的热稳定性和化学稳定性,在日盲紫外探测器以及超高压功率器件等方面有重要的应用前景。以功率半导体为基础的功率电子器件都是由晶体管和二极管构成的,而晶体管需要p型和n型半导体。由于氧空位的存在,Ga₂O₃表现为本征n型,且通过四价元素掺杂可获得高导电性,而p型Ga₂O₃却难以获得,这大大限制了Ga₂O₃在器件方面的应用。目前,利用Ga₂O₃材料只可以制造n型“肖特基二极管”。二价元素(如:Zn、Mg)掺杂有望使Ga₂O₃实现p型导电,本论文研究了Mg掺杂以及Zn、Mg共掺杂对Ga₂O₃薄膜晶体结构、光学/电学性能、光电性能的影响,...

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 Ga₂O₃ 的晶体结构及性能
        1.1.1 β-Ga₂O₃ 的晶体结构
        1.1.2 β-Ga₂O₃ 的基本物性
    1.2 β-Ga₂O₃ 掺杂的研究现状
    1.3 半导体薄膜的制备方法
        1.3.1 溶胶-凝胶法(sol-gel)
        1.3.2 脉冲激光沉积法(PLD)
        1.3.3 化学气相沉积法(CVD)
        1.3.4 分子束外延生长技术(MBE)
        1.3.5 激光分子束外延生长技术(L-MBE)
        1.3.6 磁控溅射技术(Magnetron sputtering)
    1.4 本论文研究的目的和意义
    参考文献
第二章 薄膜的表征手段
    2.1 X射线衍射(XRD)
    2.2 X射线光电子能谱(XPS)
    2.3 扫描电子显微镜(SEM)
    2.4 紫外-可见吸收光谱
    2.5 光致发光谱(PL谱)
    参考文献
第三章 Mg掺杂Ga₂O₃ 薄膜的制备与表征
    3.1 引言
    3.2 Mg:Ga₂O₃ 薄膜的制备
        3.2.1 前期准备
        3.2.2 实验过程
    3.3 Mg:Ga₂O₃ 薄膜的材料表征
        3.3.1 X射线光电子能谱
        3.3.2 晶体结构
        3.3.3 光吸收特性
        3.3.4 发光特性
        3.3.5 光电特性
    3.4 退火对Mg:Ga₂O₃ 薄膜的影响
        3.4.1 退火温度对Mg:Ga₂O₃ 薄膜的影响
        3.4.2 退火气氛对Mg:Ga₂O₃ 薄膜的影响
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章 Zn-Mg共掺杂Ga₂O₃ 薄膜的制备与表征
    4.1 引言
    4.2 Zn-Mg:Ga₂O₃ 薄膜样品的制备
        4.2.1 前期准备
        4.2.2 实验过程
    4.3 Zn-Mg:Ga₂O₃ 薄膜的材料表征
        4.3.1 晶体结构
        4.3.2 光吸收特性
        4.3.3 发光特性
    4.4 Zn-Mg:Ga₂O₃ 薄膜的光电性能
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
硕士期间研究成果
致谢



本文编号：3901678