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退火温度对氧化镓薄膜及紫外探测器性能的影响

Effects of annealing temperature on properties of gallium oxide thin films and ultraviolet detectors

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采用射频磁控溅射法在石英基底上制备Ga2O3薄膜,并在氩气气氛中控制不同的退火温度进行后退火,通过对样品的晶体结构、透射率、表面形貌和光学带隙等性质进行测试分析,发现退火工艺可以提升薄膜的结晶质量,但同时高温退火也容易使得薄膜中的氧元素逸出薄膜外形成氧空位,选取800℃退火后样品制备成金属-半导体-金属(metal-semiconductor-metal,MSM)型光电探测器件,并与未退火样品器件对比发现在1.1 V的反向偏压下,800℃的光暗电流比为1021.3、响应度为0.106 A/W、比探测率为1.61×1012 Jones,分别是未退火器件的7.5,195和38.3倍,外量子效率相较于未退火样品提升了51.6％,上升时间(0.19/0.48 s)相较于未退火样品(0.93/0.93 s)减小,下降时间(0.64/0.72 s)与未退火样品(0.45/0.49 s)相比有所增大,表明氧空位的增加可以减缓光生载流子的复合来达到延长载流子寿命的效果,最后详细分析了退火后氧空位的增多导致探测器性能参数提高的机理.

落巨鑫、高红丽、邓金祥、任家辉、张庆、李瑞东、孟雪

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北京工业大学理学部物理系, 北京 100124

氧化镓 射频磁控溅射 后退火温度 日盲探测器

北京市科技新星计划北京市自然科学基金北京市自然科学基金

Z21110000212107941920164102014

2023

10.7498/aps.72.20221716

物理学报
中国物理学会，中国科学院物理研究所

物理学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.038
ISSN：1000-3290
年,卷(期)：2023.72(2)
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