ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ И ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛЕНОК ОКСИДА ГАЛЛИЯ, ЛЕГИРОВАННЫХ ТИТАНОМ,

Содержание

РЕФЕРАТ 3
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Физико-химические свойства оксида галлия 7
1.1 Полиморфизм Ga2O3 7
1.2 Легирование Р-ОазОз 9
1. 3 Методы выращивания и осаждения 15
1.3.1 Химический синтез 15
1.3.2 Термическое испарение и сублимация 16
1.3.3 Молекулярная лучевая эпитаксия 16
1.3.4 Рост из расплава 17
1.3.5 Высокочастотное магнетронное напыление 19
1.4 Влияние подложки на проводимость 22
1.5 Применение тонких пленок Оа2Оз 26
1.6 Фотоэлектрические и электрические характеристики 27
2 Методика эксперимента 29
3 Экспериментальные данные и их обсуждение 33
3.1 Фотоэлектрические характеристики детекторов УФ-излучения 33
3.2 Временные характеристики детекторов УФ-излучения 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 41

Введение

Оксид галлия (СтазОз) - бинарное полупроводниковое соединение, которое может кристаллизоваться в пяти модификациях: а-, Р-, у-, 6-, в-.
На сегодняшний день наиболее изученным является Р-Оа?Оз, имеющий ширину запрещенной зоны Eg = 4,8 эВ, что объясняется его высокой термической и химической стабильностью. Р-политип оксида галлия имеет моноклинную решетку, кристаллографические характеристики которой отличны от большинства традиционных полупроводниковых подложек, таких как: сапфир, кремний, карбид кремния и др. Это осложняет выращивание (в том числе эпитаксиальными методами) высококачественных слоев Р-ОазОз. Политип а-ОазОз имеет структуру корунда и небольшую разницу в постоянных кристаллической решетки с сапфиром: 3,3% (c) и 4,5% (а). При этом а-ОазОз обладает одной из самых больших шириной запрещенной зоны: Eg = (5,1-5,3) эВ, что позволяет рассматривать его в качестве перспективного материала для создания солнечно-слепых детекторов в диапазоне глубокого ультрафиолета.
Благодаря своим физико-химическим свойствам этот широкозонный полупроводник представляет практический интерес для создания солнечно-слепых детекторов ультрафиолетового диапазона, высоковольтных приборов, газовых сенсоров, прозрачных электродов и т. д.
Актуальность исследования оксида галлия обусловлена возможным применением детекторов УФ-излучения на основе Оа?Оз:Т1 в космической и военной технике, научных исследованиях, медицине и т.д. Существующие на сегодняшний день детекторы УФ- излучения не удовлетворяют полному набору требований и обладают рядом недостатков. Приборы обладают большими временами отклика и восстановления. Необходимо решить проблему с временами отклика и восстановления. Отсутствуют данные по влиянию легирования титаном на времена релаксации. Предполагается, что внедрение титана в оксид галлия должно улучшить их значения. Таким образом, исследование детекторов УФ- излучения на основе тонких пленок оксида галлия, легированных титаном, является актуальным.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Заключение

Исследованы фотоэлектрические и временные характеристики детекторов ультрафиолетового излучения и проведен их анализ. Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы:
1) С уменьшением межэлектродного расстояния чувствительность детекторов всех типов к ультрафиолетовому излучению возрастает
2) Высокотемпературный отжиг структур на основе Ga2Os:Ti на сапфировой подложке увеличивает значение чувствительности структур
3) Введение титана в пленки оксида галлия помогает уменьшить времена восстановления до 0,1 с
4) Исследованные структуры на основе Ga2O3:Ti на подложке из арсенида галлия имеют высокую чувствительность, низкие времена отклика и восстановления, но у данных структур наблюдаются большие шумы
5) Структуры на основе Ga2O3:Ti на сапфировой подложке из арсенида галлия обладают высоким быстродействием и имеют высокую чувствительность к УФ излучению

Литература

Калыгина В.М., Николаев В.И., Алмаев А.В. [и др.]. Влияние ультрафиолетового излучения и электрического поля на проводимость структур на основе а- и s-Ga2Os // Физика и техника полупроводников, 2020, том 54, вып. 10.
Калыгина В.М., Николаев В.И., Алмаев А.В. [и др.]. // Свойства резистивных структур на основе полиморфных фаз оксида галлия // Письма в ЖТФ, 2020, том 46, вып. 17.
Galazka Z., Uecker R., Irmscher K. [et al.] // Cryst. Res. Technol. 45 (2010).
Stepanov S.I., Nikolaev V.I., Bougrov V.E. and Romanov A.E. // Gallium oxide: properties and applications - a review // Adv.Mater. -2016.- Sci.44 c.63-86.
Naoyuki Uneda. Synthesis and of control of conductivity of ultraviolet transmitting P- Ga203 single crystals// Applied physics letters. - 1997 Vol. 70.
Zhang F., Arita M., Wang X., Chen Z., Saito K., Tanaka T., Nishio M., Motooka T., and Сио Q. Toward controlling the carrier density of Si doped Ga2O3 films by pulsed laser deposition APPLIED PHYSICS LETTERS 109, 102105 (2016)
Vilora E. G., Shimamura K., Yoshikawa Y., Ujiie T. and Aoki K. Electrical conductivity and carrier concentration control in P-Ga2O3 by Si doping // Appl. Phys. Lett. 92 (2008) 202120.
Sooyeoun Oh, Younghun Jung, Michael A. Mastro [et al.] // Development of solar-blind photodetectors based on Si-implanted P-Ga2O3 // 249734 (C) 2015 OSA
Dakhel A.A. Investigation of opto-dielectric properties of Ti-doped Ga2O3 thin films/Sold State Sciences.-2013. - Vol. 20. c.54-58.
Hao J., Lou Z., Renaud I. and Cocivera M. // Thin Solid Films 467 (2004) 182.
Miyata T., Nakatani T. and Minami T. // Thin Solid Films 373 (2000) 145.
Maslov V.N., Nikolaev V.I., Krymov V.M. [et al.] // Phys. Solid State. 57 (2015) 1342.
Butt D.P., Park Y. and Taylor T.N. // J. Nucl. Mater. 264 (1999) 71.
Penner S., Klotzer B., Jenewein B. [et al.] // Thin Solid Films 516 (2008) 4742.
Oshima T., Arai N., Suzuki N. [et al.] // Thin Solid Films 516 (2008) 5768.
Лозинская А.Д. Технологии микроэлектроники [Электронный ресурс]. - URL: https://moodle.tsu.ru/pluginfile.php/1429242/mod resource/content/.pdf
..19