【外延论文】脉冲时间控制对热原子层沉积（T-ALD）法制备的 Ga₂O₃ 薄膜的结构生长特性及光学性质的影响

        由北京石油化工学院的研究团队在学术期刊 Journal of Crystal Growth 发布了一篇名为 Effect of pulse time control on the structural growth characteristics and optical properties of Ga₂O₃ thin films prepared by thermal atomic layer deposition (T-ALD)（脉冲时间控制对热原子层沉积（T-ALD）法制备的 Ga₂O₃ 薄膜的结构生长特性及光学性质的影响）的文章。

摘要

        目前，氧化镓（Ga₂O₃）薄膜的合成主要采用臭氧（O₃）或氧等离子体（O₂ plasma）作为氧源。然而，水（H₂O）作为氧前驱体对 Ga₂O₃ 薄膜性能的影响尚未被广泛研究。本研究利用 热原子层沉积（T-ALD），以三甲基镓（TMG）和水（H₂O）为前驱体，系统研究了在 450 °C 恒温下，H₂O 脉冲持续时间对蓝宝石衬底上 Ga₂O₃ 薄膜生长特性的影响。H₂O 脉冲时间在 0.1–0.5 s 范围内变化。结果显示，当 H₂O 脉冲时间为 0.1–0.3 s 时，薄膜呈 α 相结构。随着脉冲时间延长，薄膜发生向非晶结构的转变，并伴随大量氧空位的形成。在脉冲时间为 0.2 s 时，薄膜的表面粗糙度达到最大值 0.531 nm；而在脉冲时间为 0.3 s 时，薄膜的带隙最高，达到 5.53 eV。在紫外光照射（光强 224 μW/cm²）下，该太阳盲紫外光探测器表现出光电流 4.7 × 10^-7 A、暗电流 4.2 × 10^-9 A，最大开关比为 112，光响应度为 0.6 mA/W。在偏压 5 V 条件下，器件的响应时间（τ_r）为 0.08 s，衰减时间（τ_d）为 5.20 s，并表现出持续光电导效应（PPC）。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2025.128321