Ⅲ族化合物半導體薄膜的制備及氣敏性能研究.pdf

1、Ⅲ族化合物半導體薄膜的研究在近幾年來是一個研究熱點，例如氧化鎵(Ga2O3)、氧化銦(In2O3)、氮化鎵(GaN)、氮化銦(InN)以及三元化合物銦鎵氮（InxGa1-xN）。它們都是直接帶隙n型半導體，具有良好的化學特性和熱穩(wěn)定性，廣泛應用于氣敏傳感器、高溫高頻大功率電子器件、光電子器件、太陽能電池、互聯網+等領域，因此對于Ⅲ族化合物薄膜的研究具有重要的研究意義。本文在此基礎上研究了以上薄膜的制備工藝過程以及不同工藝下的氣敏性能。<

2、br>　　本文采用磁控濺射法制備Ga2O3、In2O3薄膜材料，在價格低廉的Si(100)襯底上進行生長。對于Ga2O3和In2O3的研究，主要研究了濺射氣壓、襯底溫度和濺射功率等因素對于Ga2O3、In2O3薄膜生長的影響，測試結果表明:Ga2O3的優(yōu)化工藝條件為濺射氣壓0.6Pa，襯底溫度600℃，濺射功率150W;In2O3的優(yōu)化實驗工藝條件為濺射氣壓0.6Pa，襯底溫度600℃，濺射功率為100W，測試結果得出Ga2O3薄膜對甲

3、醇氣敏工作溫度為250℃，乙醇氣敏工作溫度為300℃，丙酮氣敏工作溫度為400℃;In2O3薄膜在工作溫度為350℃時對乙醇和丙酮有較好的靈敏度，在工作溫度為300℃時對甲醇的氣敏性能較好。采用磁控濺射和高溫氨化法制備出GaN薄膜材料，研究了襯底溫度、濺射時間、氨化溫度等因素對GaN薄膜的生長的影響，測試結果得出了優(yōu)化實驗工藝條件為襯底溫度400℃，濺射時間90min，氨化溫度850℃，測試結果得出GaN薄膜在工作溫度為300℃時對乙醇

4、有較好的靈敏度，在工作溫度為250℃對丙酮和甲醇的氣敏性能較好。采用磁控濺射法，靶材為In2O3陶瓷靶，反應氣體為氮氣，成功制備出InN薄膜，并研究了濺射氣壓和襯底溫度等因素對于InN薄膜生長的影響，測試結果得出了當濺射氣壓為0.6Pa，襯底溫度為600℃時，InN的結晶質量最好。
　　在此基礎上，通過磁控濺射和高溫氨化法，利用Ga2O3陶瓷靶和In2O3陶瓷靶，制備出三元化合物InxGa1-xN薄膜材料，并研究濺射氣壓、襯底溫度