人工晶体学报

作者：蔡文为, 刘祥炜, 王浩, 汪建元, 郑力诚, 王永嘉, 周颖慧, 杨旭, 李金钗, 黄凯, 康俊勇

单位：1.厦门大学物理学系,半导体光电材料及其高效转换器件协同创新中心,福建省半导体材料及应用重点实验室,微纳光电子材料与器件教育部工程研究中心,厦门 361005; ；2.厦门市未来显示技术研究院,嘉庚创新实验室,厦门 361005

关键词：β-Ga2O3薄膜,分子束外延,生长气压,缺陷密度,晶体质量,光学特性,

基金：国家重点研发计划(2021YFB3600101);国家自然科学基金(61874090,62174141);福建省自然科学基金(2021J01008);厦门市重大科技项目(3502Z20191016)

本文采用分子束外延技术在具有6°斜切角的c面蓝宝石衬底上外延β-Ga2O3薄膜,系统研究了生长气压对薄膜特性的影响。X射线衍射谱和表面形貌分析表明,不同生长气压下所外延的薄膜表面平整,均具有(201)择优取向。并且,其结晶质量和生长速率均随生长气压增大而逐渐提高。通过X射线光电子能谱分析发现,生长气压增大使得氧空位的浓度大幅下降,高价态Ga比例增大,最终使得O/Ga原子数之比接近理想Ga2O3材料的化学计量比值。利用Tauc公式和乌尔巴赫带尾模型进行计算,结果表明随着生长气压的增大,样品的光学带隙由4.94 eV增加到5.00 eV,乌尔巴赫能量由0.47 eV下降到0.32 eV,证明了生长气压的增大有利于降低薄膜中的缺陷密度,提高薄膜晶体质量。

来源：2022年第7期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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