Mg掺杂对Ga 2 O 3 薄膜生长和性能的影响研究
发布时间：2021-10-08 21:01
氧化镓（Ga2O3）是一种新型的宽禁带半导体材料,由于其优秀的物理特性（如禁带宽度大,击穿电场强度大等）以及良好的化学稳定性,在场效应晶体管、日盲光电探测器、透明导电电极、信息存储器、气敏传感器、LED基板等器件的制备中展现出巨大的应用前景,近年来引起了越来越多的学者的关注。目前,主流的氧化镓半导体器件都是薄膜形态,为了获得性能更好的氧化镓薄膜,通常可以使用掺杂手段来对其进行改善,这也已经被许多研究人员证明是一种有效的手段。本论文围绕氧化镓材料的基本物性,对不同结构的Mg掺杂氧化镓薄膜的生长及性能方面开展了研究,具体内容如下:1.采用L-MBE法在蓝宝石衬底上,通过多次循环沉积及高温层间相互扩散的方法,制备了不同Mg掺杂浓度的多层结构的Ga2O3薄膜,并对其基本性能如表面形貌、元素组分、光学性质等特性分别进行了表征。结果表明,与相同生长条件下的纯Ga2O3薄膜相比,掺杂入Mg后的薄膜发生了相变,从β相转变为ε相,同时掺杂浓度的改变还会引起晶格常数和结晶质量...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?Ｇａ２０３几种同分异构体结构的理想化表示
《－Ｇａ２０３属于三角晶系（Ｔｒｉｇｏｎａｌ），其空间群为Ｒ＾ｃ，晶格常数为ａ＝ｂ＝４．９８??Ａ，?ｃ＝１３．４３Ａ，〇＝／？＝９０°，ｙ＝１２０°，是Ａ２Ｏ３?（Ａ为金属）结构中最常见的刚玉结??构，拥有类似结构的还有ｃｔ－Ａｌ２０３、ａ－ｌｎ２０３等等网。ａ－Ｇａ２０３的晶体结构见图１－??１。??〇?９ｊｆ〇Ｑ?〇?〇：Ｇａ??〇（?〇?ａ?：Ｃ）??Ｌｆｃｆ丄??仅－Ｇａ２〇３??图１－２?ａ－Ｇａ２〇３的晶体结构??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ａ－Ｇａ２〇３??／？－Ｇａ２０３为单斜结构（ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ），空间群是Ｃ２／ｍ，它的晶格常数为ａ＝１２．２３??Ａ、ｂ＝３．０４?Ａ、ｃ＝５．８０?Ａ，?ａ＝９０。、片＝１０３．７。、ｙ＝９０。。研宄发现；５－Ｇａ２〇３?是一种阴??离子密堆型的结构，其晶体结构如图１－３所示，由图上可看出灸Ｇａ２０３的每一个??晶胞都是由２个ＧａＣＵ四面体和两个共棱的Ｇａ０８八面体所构成的，所以实际上??它最基本的机构单元为Ｇａ４〇２４Ｐ１２］。??ｆｌ?Ｃｒｊｓｔａｌ?ｓｙｓｔｅｍ：?Ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ??Ｉ?Ｓｐａｃｅ?ｇｒｏｕｐ：?Ｃ２／ｍ??Ｌａｔｔｉｃｅ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ：??Ｑ：Ｃａ?ａ＝ｎ．２３Ａ??０：０?：：ｒ??ｊ：?；：７‘??图１?－３?ｙ？－Ｇａ２〇３的晶体结构及晶格常数??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｌａｔｔｉｃｅ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ｙＳ－Ｇａ２〇３??ｙ－Ｇａ２〇３属于立方晶系（Ｃｕｂｉｃ）
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Au plasmon enhanced high performance β-Ga2O3 solar-blind photo-detector[J]. Yuehua An,Xulong Chu,Yuanqi Huang,Yusong Zhi,Daoyou Guo,Peigang Li,Zhenping Wu,Weihua Tang. Progress in Natural Science:Materials International. 2016(01)
[2]Mg单原子替位掺杂β-Ga2O3的电子结构和光学性质计算研究[J]. 宋庆功,徐霆耀,杨宝宝,郭艳蕊,陈逸飞. 材料导报. 2015(18)
[3]溶胶-凝胶工艺MgO薄膜制备及表征[J]. 张继德,车立新. 白城师范学院学报. 2011(05)
[4]Mn掺杂Ga2O3薄膜的结构及光吸收性能研究[J]. 胡帆,晁明举,梁二军,姜雅丽. 材料导报. 2009(16)
博士论文
[1]氧化镓光电探测与信息存储器件研究[D]. 郭道友.北京邮电大学 2016
硕士论文
[1]稀土掺杂Ga2O3薄膜生长和光电性能研究[D]. 孙昌龙.北京邮电大学 2015
[2]L-MBE法制备β-Ga2O3薄膜及其掺杂和光敏特性的研究[D]. 王国锋.浙江理工大学 2014
本文编号：3424951
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?Ｇａ２０３几种同分异构体结构的理想化表示
《－Ｇａ２０３属于三角晶系（Ｔｒｉｇｏｎａｌ），其空间群为Ｒ＾ｃ，晶格常数为ａ＝ｂ＝４．９８??Ａ，?ｃ＝１３．４３Ａ，〇＝／？＝９０°，ｙ＝１２０°，是Ａ２Ｏ３?（Ａ为金属）结构中最常见的刚玉结??构，拥有类似结构的还有ｃｔ－Ａｌ２０３、ａ－ｌｎ２０３等等网。ａ－Ｇａ２０３的晶体结构见图１－??１。??〇?９ｊｆ〇Ｑ?〇?〇：Ｇａ??〇（?〇?ａ?：Ｃ）??Ｌｆｃｆ丄??仅－Ｇａ２〇３??图１－２?ａ－Ｇａ２〇３的晶体结构??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ａ－Ｇａ２〇３??／？－Ｇａ２０３为单斜结构（ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ），空间群是Ｃ２／ｍ，它的晶格常数为ａ＝１２．２３??Ａ、ｂ＝３．０４?Ａ、ｃ＝５．８０?Ａ，?ａ＝９０。、片＝１０３．７。、ｙ＝９０。。研宄发现；５－Ｇａ２〇３?是一种阴??离子密堆型的结构，其晶体结构如图１－３所示，由图上可看出灸Ｇａ２０３的每一个??晶胞都是由２个ＧａＣＵ四面体和两个共棱的Ｇａ０８八面体所构成的，所以实际上??它最基本的机构单元为Ｇａ４〇２４Ｐ１２］。??ｆｌ?Ｃｒｊｓｔａｌ?ｓｙｓｔｅｍ：?Ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ??Ｉ?Ｓｐａｃｅ?ｇｒｏｕｐ：?Ｃ２／ｍ??Ｌａｔｔｉｃｅ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ：??Ｑ：Ｃａ?ａ＝ｎ．２３Ａ??０：０?：：ｒ??ｊ：?；：７‘??图１?－３?ｙ？－Ｇａ２〇３的晶体结构及晶格常数??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｌａｔｔｉｃｅ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ｙＳ－Ｇａ２〇３??ｙ－Ｇａ２〇３属于立方晶系（Ｃｕｂｉｃ）
《－Ｇａ２０３属于三角晶系（Ｔｒｉｇｏｎａｌ），其空间群为Ｒ＾ｃ，晶格常数为ａ＝ｂ＝４．９８??Ａ，?ｃ＝１３．４３Ａ，〇＝／？＝９０°，ｙ＝１２０°，是Ａ２Ｏ３?（Ａ为金属）结构中最常见的刚玉结??构，拥有类似结构的还有ｃｔ－Ａｌ２０３、ａ－ｌｎ２０３等等网。ａ－Ｇａ２０３的晶体结构见图１－??１。??〇?９ｊｆ〇Ｑ?〇?〇：Ｇａ??〇（?〇?ａ?：Ｃ）??Ｌｆｃｆ丄??仅－Ｇａ２〇３??图１－２?ａ－Ｇａ２〇３的晶体结构??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ａ－Ｇａ２〇３??／？－Ｇａ２０３为单斜结构（ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ），空间群是Ｃ２／ｍ，它的晶格常数为ａ＝１２．２３??Ａ、ｂ＝３．０４?Ａ、ｃ＝５．８０?Ａ，?ａ＝９０。、片＝１０３．７。、ｙ＝９０。。研宄发现；５－Ｇａ２〇３?是一种阴??离子密堆型的结构，其晶体结构如图１－３所示，由图上可看出灸Ｇａ２０３的每一个??晶胞都是由２个ＧａＣＵ四面体和两个共棱的Ｇａ０８八面体所构成的，所以实际上??它最基本的机构单元为Ｇａ４〇２４Ｐ１２］。??ｆｌ?Ｃｒｊｓｔａｌ?ｓｙｓｔｅｍ：?Ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ??Ｉ?Ｓｐａｃｅ?ｇｒｏｕｐ：?Ｃ２／ｍ??Ｌａｔｔｉｃｅ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ：??Ｑ：Ｃａ?ａ＝ｎ．２３Ａ??０：０?：：ｒ??ｊ：?；：７‘??图１?－３?ｙ？－Ｇａ２〇３的晶体结构及晶格常数??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｌａｔｔｉｃｅ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ｙＳ－Ｇａ２〇３??ｙ－Ｇａ２〇３属于立方晶系（Ｃｕｂｉｃ）
【参考文献】：
期刊论文
[1]Au plasmon enhanced high performance β-Ga2O3 solar-blind photo-detector[J]. Yuehua An,Xulong Chu,Yuanqi Huang,Yusong Zhi,Daoyou Guo,Peigang Li,Zhenping Wu,Weihua Tang. Progress in Natural Science:Materials International. 2016(01)
[2]Mg单原子替位掺杂β-Ga2O3的电子结构和光学性质计算研究[J]. 宋庆功,徐霆耀,杨宝宝,郭艳蕊,陈逸飞. 材料导报. 2015(18)
[3]溶胶-凝胶工艺MgO薄膜制备及表征[J]. 张继德,车立新. 白城师范学院学报. 2011(05)
[4]Mn掺杂Ga2O3薄膜的结构及光吸收性能研究[J]. 胡帆,晁明举,梁二军,姜雅丽. 材料导报. 2009(16)
博士论文
[1]氧化镓光电探测与信息存储器件研究[D]. 郭道友.北京邮电大学 2016
硕士论文
[1]稀土掺杂Ga2O3薄膜生长和光电性能研究[D]. 孙昌龙.北京邮电大学 2015
[2]L-MBE法制备β-Ga2O3薄膜及其掺杂和光敏特性的研究[D]. 王国锋.浙江理工大学 2014
本文编号：3424951
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