付宏远,张 猛,张宝萍,赵 洋,王 辉

(河南科技大学 a.物理工程学院；b.河南省光电储能材料与应用重点实验室，河南 洛阳 471023)

0 引言

由于透明导电氧化物(transparent conductive oxide，TCO)具有优异的电学和光学性质，被广泛应用于平板显示器、光学窗口和高温化学气体传感器等领域[1-3]。然而，现有的大多数TCO材料的带隙为3.0～4.3 eV，如In2O3(带隙为3.75 eV)、SnO2(带隙为3.5～4.0 eV)、ZnO(带隙为3.3 eV)和氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)导电玻璃(带隙为3.5～4.3 eV)等，这意味着其在深紫外(deep ultraviolet，DUV)短波区域的应用受到局限[3]。因此，有必要研究适应于紫外光区域的新型TCO材料。氧化镓(Ga2O3)是一种宽禁带半导体材料，常温下为绝缘体，高温下为n型半导体。Ga2O3具有多种结构，其中以单斜结构的β型Ga2O3最为稳定。室温下Ga2O3的禁带宽度为4.2～4.9 eV，在紫外波段透射率高，具有良好的导电性和光学性能，可作为紫外TCO材料应用于光电器件，有望改进常见TCO材料在深紫外区域光学透射率较差的缺点[4-5]。此外，Ga2O3在高功率器件领域也具有广阔的发展前景[6-9]。文献[10]采用分子束外延(molecular beam epitaxy, MBE)方法，在蓝宝石衬底引入100 nm Ga2O3同质缓冲层，制备了β-Ga2O3薄膜紫外探测器。文献[11]采用金属有机化学气相沉积(metal-organic chemical vapour deposition, MOCVD)方法制备了Ga2O3薄膜，并对薄膜进行退火处理，制备了Ga2O3日盲紫外探测器，对器件的性能进行了测试和分析。文献[12]利用射频磁控溅射方法，通过调整溅射时间控制薄膜厚度，采用Au/Ti叉指电极在β-Ga2O3薄膜上制成金属-半导体-金属光电器件。目前，Ga2O3薄膜的制备方法主要有脉冲激光沉积法、分子束外延法、金属有机化学气相沉积法和磁控溅射法等。其中，磁控溅射法由于工艺简单、成本低廉成为许多科研工作者的首选方法[13]。……