Ⅲ族化合物半導(dǎo)體薄膜的制備及氣敏性能研究.pdf

1、Ⅲ族化合物半導(dǎo)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(dǎo)體，具有良好的化學(xué)特性和熱穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)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(lián)網(wǎng)+等領(lǐng)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(chǔ)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(jìn)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(jié)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(jié)果得出Ga2O3薄膜對甲

3、醇?xì)饷艄ぷ鳒囟葹?50℃，乙醇?xì)饷艄ぷ鳒囟葹?00℃，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(jié)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(jié)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(yīng)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(jié)果得出了當(dāng)濺射氣壓為0.6Pa，襯底溫度為600℃時，InN的結(jié)晶質(zhì)量最好。
　　在此基礎(chǔ)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