搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

蓝宝石衬底上生长的Ga2+xO3-x薄膜的结构分析

潘惠平 成枫锋 李琳 洪瑞华 姚淑德

引用本文:
Citation:

蓝宝石衬底上生长的Ga2+xO3-x薄膜的结构分析

潘惠平, 成枫锋, 李琳, 洪瑞华, 姚淑德

Structrual analyses of Ga2+xO3-x thin films grown on sapphire substrates

Pan Hui-Ping, Cheng Feng-Feng, Li Lin, Horng Ray-Hua, Yao Shu-De
PDF
导出引用
  • 利用卢瑟夫背散射/沟道技术和金属有机化学气相沉积方法, 对蓝宝石衬底上 在不同温度、压强下生长的Ga2+xO3-x薄膜进行结构和结晶品质的测量与分析; 并结合高分辨X射线衍射分析技术, 通过对其对称(402)面的θ–2θ及ω扫描, 确定了其结构类型及结晶品质. 实验表明: 在相同的生长温度(500 ℃)下, 结晶品质随压强的下降而变好, 生长压强为15 Torr (1 Torr=133.322 Pa)的样品其结晶品质最好, 沿轴入射之比χmin值为14.5%; 在相同的生长压强(15 Torr)下, 结晶品质受生长温度的影响不大, 所以, 生长温度不是改变结晶品质的主要因素; 此外, 在相同的生长条件下制备的样品, 分别经过700, 800和900 ℃退火后, 其结晶品质随退火温度的变化而变化. 退火温度为800 ℃的样品的结晶品质最好, χmin值为11.1%; 当退火温度达到900 ℃时, 样品部分分解; 经热处理的样品其X射线衍射谱中有一个强的Ga2O3 (402)面衍射峰, 其半峰全宽为0.5°, 表明该Ga2O3外延膜是(402)择优取向.
    Ga2+xO3-x thin films grown on sapphire substrates by metal-organic chemical vapor deposition under different conditions (temperature pressure) are studied by rutherford backscattering spectrometry/channeling. The structural information and crystalline quality are further investigated by high resolution X-ray diffraction (HR-XRD). The results suggest that at the same growth-temperature the crystalline quality is improved with pressure decreasing, while χmin reaches a minimum 14.5% when the pressure decreases to 15 Torr (1 Torr=133.322 Pa). Then if the pressure is kept at 15 Torr, all films present similar crystalline qualities, which hints that the temperature is not a chief factor. Moreover, films prepared under the same condition are annealed at different temperatures: 700, 800 and 900 ℃. At first the crystalline quality is improved by increasing the annealing temperature and reaches a best χmin of 11.1%. Nevertheless, as the annealing temperature is further increased, the samples become decomposed. XRD spectra of annealed samples each reveal a strong peak of Ga2O3 (402), indicating that the epitaxial layer has a preferred orientation (402).
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10875004,11005005)和国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB832904)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 10875004, 11005005) and the National Basic Research Program of China (Grant No. 2010CB832904).
    [1]

    Zhang J G, Xia C T, Wu F, Pei G Q, Xu J 2005 J. Synth. Cryst. 34 676 (in Chinese) [张俊刚, 夏长泰, 吴锋, 裴广庆, 徐军 2005 人工晶体学报 34 676]

    [2]

    Lang A C, Fleischer M, Meixner H 2000 Sens. Actuators B 66 80

    [3]

    Orita M, Hiramatsu H, Ohta H, Hirano M, Hosono H 2000 Thin Solid Films 411 134

    [4]

    Al-Kuhaili M F, Durrani S M A, Khawaja E E 2003 Appl. Phys. Lett. 83 4533

    [5]

    Passlack M, Hong M, Mannaerts J P 1996 Appl. Phys. Lett. 68 1099

    [6]

    Kim H W, Kim N H 2004 Mater. Sci. Eng. B 110 34

    [7]

    Dai J N, Wang L, Fang W Q, Pu Y, Li F, Zheng C D, Liu W H, Jiang F Y 2006 Chin. J. Lumin. 27 417 (in Chinese) [戴江南, 王立, 方文卿, 蒲勇, 李璠, 郑畅达, 刘卫华, 江风益2006发光学报 27 417]

    [8]

    Wang H, Yao S D, Pan Y B, Zhang G Y 2007 Acta Phys. Sin. 56 3350 (in Chinese) [王 欢, 姚淑德, 潘尧波, 张国义 2007 物理学报 56 3350]

    [9]

    Ding Z B, Wang Q, Wang K, Wang H, Chen T X, Zhang G Y, Yao S D 2007 Acta Phys. Sin. 56 2873 (in Chinese) [丁志博, 王 琦, 王 坤, 王 欢, 陈田祥, 张国义, 姚淑德 2007 物理学报 56 2873]

    [10]

    Doolittle L R 1985 Nucl. Instrum. Methods B 9 344

    [11]

    Cullity B D 1978 Elements of X-ray Diffractions (MA: Addison-WESLEY) p102

  • [1]

    Zhang J G, Xia C T, Wu F, Pei G Q, Xu J 2005 J. Synth. Cryst. 34 676 (in Chinese) [张俊刚, 夏长泰, 吴锋, 裴广庆, 徐军 2005 人工晶体学报 34 676]

    [2]

    Lang A C, Fleischer M, Meixner H 2000 Sens. Actuators B 66 80

    [3]

    Orita M, Hiramatsu H, Ohta H, Hirano M, Hosono H 2000 Thin Solid Films 411 134

    [4]

    Al-Kuhaili M F, Durrani S M A, Khawaja E E 2003 Appl. Phys. Lett. 83 4533

    [5]

    Passlack M, Hong M, Mannaerts J P 1996 Appl. Phys. Lett. 68 1099

    [6]

    Kim H W, Kim N H 2004 Mater. Sci. Eng. B 110 34

    [7]

    Dai J N, Wang L, Fang W Q, Pu Y, Li F, Zheng C D, Liu W H, Jiang F Y 2006 Chin. J. Lumin. 27 417 (in Chinese) [戴江南, 王立, 方文卿, 蒲勇, 李璠, 郑畅达, 刘卫华, 江风益2006发光学报 27 417]

    [8]

    Wang H, Yao S D, Pan Y B, Zhang G Y 2007 Acta Phys. Sin. 56 3350 (in Chinese) [王 欢, 姚淑德, 潘尧波, 张国义 2007 物理学报 56 3350]

    [9]

    Ding Z B, Wang Q, Wang K, Wang H, Chen T X, Zhang G Y, Yao S D 2007 Acta Phys. Sin. 56 2873 (in Chinese) [丁志博, 王 琦, 王 坤, 王 欢, 陈田祥, 张国义, 姚淑德 2007 物理学报 56 2873]

    [10]

    Doolittle L R 1985 Nucl. Instrum. Methods B 9 344

    [11]

    Cullity B D 1978 Elements of X-ray Diffractions (MA: Addison-WESLEY) p102

  • [1] 张裕, 刘瑞文, 张京阳, 焦斌斌, 王如志. 氧化镓悬臂式薄膜日盲探测器及其电弧检测应用研究. 物理学报, 2024, 0(0): 0-0. doi: 10.7498/aps.73.20240186
    [2] 况丹, 徐爽, 史大为, 郭建, 喻志农. 基于铝纳米颗粒修饰的非晶氧化镓薄膜日盲紫外探测器. 物理学报, 2023, 72(3): 038501. doi: 10.7498/aps.72.20221476
    [3] 落巨鑫, 高红丽, 邓金祥, 任家辉, 张庆, 李瑞东, 孟雪. 退火温度对氧化镓薄膜及紫外探测器性能的影响. 物理学报, 2023, 72(2): 028502. doi: 10.7498/aps.72.20221716
    [4] 刘增, 李磊, 支钰崧, 都灵, 方君鹏, 李山, 余建刚, 张茂林, 杨莉莉, 张少辉, 郭宇锋, 唐为华. 具有大光电导增益的氧化镓薄膜基深紫外探测器阵列. 物理学报, 2022, 71(20): 208501. doi: 10.7498/aps.71.20220859
    [5] 汪海波, 万丽娟, 樊敏, 杨金, 鲁世斌, 张忠祥. 势垒可调的氧化镓肖特基二极管. 物理学报, 2022, 71(3): 037301. doi: 10.7498/aps.71.20211536
    [6] 汪海波, 万丽娟, 樊敏, 杨金, 鲁世斌, 张忠祥. 势垒可调的氧化镓肖特基二极管. 物理学报, 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20211536
    [7] 张冠杰, 杨豪, 张楠. 利用X射线衍射技术对压电材料本征与非本征起源探究的研究进展. 物理学报, 2020, 69(12): 127711. doi: 10.7498/aps.69.20200301
    [8] 黄浩, 张侃, 吴明, 李虎, 王敏涓, 张书铭, 陈建宏, 文懋. SiC纤维增强Ti17合金复合材料轴向残余应力的拉曼光谱和X射线衍射法对比研究. 物理学报, 2018, 67(19): 197203. doi: 10.7498/aps.67.20181157
    [9] 李晓东, 李晖, 李鹏善. 同步辐射高压单晶衍射实验技术. 物理学报, 2017, 66(3): 036203. doi: 10.7498/aps.66.036203
    [10] 马海林, 苏庆. 氧分压对溅射制备氧化镓薄膜结构及光学带隙的影响. 物理学报, 2014, 63(11): 116701. doi: 10.7498/aps.63.116701
    [11] 李佳, 房奇, 罗炳池, 周民杰, 李恺, 吴卫东. Be薄膜应力的X射线掠入射侧倾法分析. 物理学报, 2013, 62(14): 140701. doi: 10.7498/aps.62.140701
    [12] 徐晓明, 苗伟, 陶琨. X射线衍射多相谱中某一物相点阵参数的直接求解方法. 物理学报, 2011, 60(8): 086101. doi: 10.7498/aps.60.086101
    [13] 李永华, 刘常升, 孟繁玲, 王煜明, 郑伟涛. NiTi合金薄膜厚度对相变温度影响的X射线光电子能谱分析. 物理学报, 2009, 58(4): 2742-2745. doi: 10.7498/aps.58.2742
    [14] 李洪涛, 罗 毅, 席光义, 汪 莱, 江 洋, 赵 维, 韩彦军, 郝智彪, 孙长征. 基于X射线衍射的GaN薄膜厚度的精确测量. 物理学报, 2008, 57(11): 7119-7125. doi: 10.7498/aps.57.7119
    [15] 明保全, 王矜奉, 臧国忠, 王春明, 盖志刚, 杜 鹃, 郑立梅. 铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的X射线衍射与相变分析. 物理学报, 2008, 57(9): 5962-5967. doi: 10.7498/aps.57.5962
    [16] 谈国太, 陈正豪. La1-xTexMnO3晶格结构的X射线粉末衍射分析. 物理学报, 2007, 56(3): 1702-1706. doi: 10.7498/aps.56.1702
    [17] 谢自力, 张 荣, 修向前, 刘 斌, 朱顺明, 赵 红, 濮 林, 韩 平, 江若琏, 施 毅, 郑有炓. InN薄膜的氧化特性研究. 物理学报, 2007, 56(2): 1032-1035. doi: 10.7498/aps.56.1032
    [18] 王瑞敏, 陈光德, 竹有章. 六方相InGaN外延膜的显微Raman散射. 物理学报, 2006, 55(2): 914-919. doi: 10.7498/aps.55.914
    [19] 钦 佩, 娄豫皖, 杨传铮, 夏保佳. 分离X射线衍射线多重宽化效应的新方法和计算程序. 物理学报, 2006, 55(3): 1325-1335. doi: 10.7498/aps.55.1325
    [20] 杜晓松, S. Hak, O. C. Rogojanu, T. Hibma. 氧化铬外延薄膜的x射线研究. 物理学报, 2004, 53(10): 3510-3514. doi: 10.7498/aps.53.3510
计量
  • 文章访问数:  8477
  • PDF下载量:  600
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-06-08
  • 修回日期:  2012-09-10
  • 刊出日期:  2013-02-05

/

返回文章
返回