第十六届全国薄膜技术学术研讨会

采用Al₂O₃为衬底，分别以Ga₂O₃、N₂为镓源和氮源，通过等离子增强化学气相沉积系统（PECVD），以绿色、低成本的方法成功制备获得了高质量GaN纳米薄膜。对于高质量GaN薄膜的制备，N等离子体和石墨还原剂是十分重要的。射频产生的N等离子具有高能量和大量悬挂键，有利于提高GaN在衬底上均匀沉积。石墨作为还原剂能避免H自由基的不利影响，有利于GaN的形核，抑制缺陷的形成。为了改善GaN薄膜的结晶质量，我们采用增加GaN薄膜厚度的方法，随着GaN薄膜厚度的增加，GaN薄膜结晶质量逐渐提高。另外，我们还采用在GaN薄膜缓冲层上制备GaN薄膜，来提高GaN薄膜的结晶质量。通过调控缓冲层的制备温度，来调控GaN薄膜的结晶质量。退火后的GaN薄膜结晶质量明显提高，在缓冲层温度为875 ℃时GaN薄膜结晶质量最优，此时的光响应度大小为0.2 A/W，响应时间为15.4 s，恢复时间为24 s，可应用于紫外探测器。光响应度随偏压呈曲线变化，原因是由于GaN薄膜内部的N空位、Ga空位或O掺杂产生的深阱能级所致。我们采用PECVD绿色、低成本的方法获得的GaN薄膜，在光电子器件，例如紫外光探测器、LED和光电材料外延基板等领域具有广泛的应用。
 

GaN薄膜，生长机理，结晶质量，等离子增强化学气相沉积法，光电性能