ВВЕДЕНИЕ 5
1. Влияние Ta на тонкие пленки 0-Ga2O3 7
1.1 Структурные и полупроводниковые свойства 0-Ga2O3 7
1.2 Газочувствительные свойства тонких пленок 0-Ga2O3 11
1.3 Легирование Ta - как инструмент управления электропроводящими и
газочувствительными свойствами тонких пленок 0-Ga2O3 17
ВЫВОДЫ ПО ЛИТЕРАТУРНОМУ ОБЗОРУ 19
2 Методика эксперимента 20
2.1 Метод получения тонких пленок 0-Ga2O3:Ta 20
2.2 Методика исследования электропроводящих и газочувствительных
свойств тонких пленок 0-Ga2O3:Ta 21
3 Электропроводящие и газочувствительные свойства 0-Ga2O3 26
3.1 Структурные свойства тонких пленок 0-Ga2O3:Ta 26
3.2 Газочувствительные свойства тонких пленок 0-Ga2O3:Ta 28
3.3 Электропроводящие свойства 0-Ga2O3:Ta 33
3.4 Влияние Ta на чувствительность тонких пленок 0-Ga2O3:Ta 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 38
Ga2O3в настоящее время является перспективным полупроводником. Например, на его основе, благодаря высокому значению ширины запрещенной зоны, возможно создание сверхчувствительных оптических приемников, также данный аспект имеет место в области силовой электроники: создание мощных диодов, транзисторов. Кроме того, интересны его уникальные газочувствительные свойства. Стоит отметить, что газочувствительные свойства данного полупроводника исследованы очень слабо. Первые работы появились всего лишь в 80-90 годах прошлого века. Датчики на основе Ga2O3характеризуются высокой диэлектрической проницаемостью, стабильностью, устойчивостью к влажности окружающей среды, а также ярко выраженной селективностью к определенным газам, что позволяет создавать газовые датчики совершенно нового уровня. Помимо изучения чистого Ga2O3, актуальным направлением является также исследование различных методов улучшения встроенных характеристик, которые увеличивают диапазон возможностей чистых полупроводников. Здесь стоит отметить легирование Ga2O3элементами V группы (V, Nb, Ta). Особый интерес представляет Ta, так как он обладает стойкостью к высоким температурам и коррозии. Еще можно отметить то, что Ta и Ga имеют схожий размер ионного радиуса. Тем не менее, легирование Ta пока не получило большого успеха, а опубликованные данные являются неполными и местами противоречивыми.
Целью данной работы является исследование электропроводящих и газочувствительных свойств тонких пленок Ga2O3 легированных Ta.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
1. Измерить температурные, концентрационные зависимости отклика, характеристики быстродействия, воспроизводимость характеристик при циклическом воздействии газа, а также вольт-амперные характеристики (ВАХ) и спектры пропускания для контрольных (без специального легирования) пленок P-GaiOs.
2. Измерить температурные, концентрационные зависимости отклика, характеристики быстродействия, воспроизводимость характеристик при циклическом воздействии, а также ВАХ и спектры пропускания для пленок P-Ga2Os:Ta.
1. Ta вносит изменение в структуру Ga2O3. Было обнаружено, что Ta приводит к увеличению ширины запрещенной зоны. Далее, для легированных пленок наблюдается повышение концентрации доноров, которые приводят к увеличению концентрации электронов в зоне проводимости, которые должны проявлять себя в увеличении проводимости образцов при фиксированной температуре.
2. Было обнаружено, что при воздействии аммиака пленки Ga2O3:Ta проявляют высокую чувствительность. Причем значение отклика в этом случае изменяется наиболее сильно по сравнению с образцами, которые были исследованы при воздействии кислорода. Лучше всего легирование проявляет себя для образца, содержащего 2.39 ат. % Ta. Кроме того рабочие температуры легированных образцов ниже рабочей температуры контрольного образца. Времена восстановления увеличились. Еще можно заметить, что воздействие аммиака приводит к увеличению тока.
3. Для образцов, которые были исследованы при воздействии кислорода также наблюдается повышение чувствительности пленок. Легирование лучше всего себя проявляет для образца, содержащего 1.11 ат. % Ta. Рабочие температуры в этом случае не изменились и остались равны 650 °C. Воздействие кислорода приводит к уменьшению проводимости. Времена восстановления увеличились.
