不同退火条件对PEALD制备的Ga_(2)O_(3)薄膜特性的影响

摘要

利用等离子增强原子层沉积技术(PEALD)在c面蓝宝石衬底上制备了氧化镓(Ga_(2)O_(3))薄膜,研究了退火气氛(v(N_(2))∶v(O_(2))=1∶1(体积比)、空气和N_(2))及退火时间对Ga_(2)O_(3)薄膜晶体结构、表面形貌和光学性质的影响。研究结果表明,退火前的氧化镓处于亚稳态,不同退火气氛下退火后晶体结构发生明显改变,而且退火气氛中N_(2)比例增加有利于Ga_(2)O_(3)重结晶。在N_(2)气氛下退火达到30 min,薄膜结构已由亚稳态转变成择优取向的β-Ga_(2)O_(3)。而且表面形貌分析表明,退火30 min后表面形貌开始趋于稳定,表面晶粒密度不再增加。另外实验样品在400~800 nm的平均透射率几乎是100%,且光吸收边陡峭。采用N_(2)气氛退火,对于富氧环境下沉积的Ga_(2)O_(3)更利于薄膜表面原子迁移,以及择优取向Ga_(2)O_(3)重结晶。