冯秋菊， 解金珠， 董增杰， 高 冲， 梁 硕， 刘 玮， 梁红伟

(1． 辽宁师范大学 物理与电子技术学院， 辽宁 大连 116029； 2． 大连理工大学 微电子学院， 辽宁 大连 116024)

1 引 言

近年来，日盲紫外探测器因其背景干扰弱、错误预警率低，有望应用于各种军事、生物、医学和民用领域[1,2]。宽带隙半导体材料被认为是制备日盲紫外探测器的热门选择，据文献报道，可制作紫外探测器的宽禁带半导体材料有许多种，如AlGaN、ZnMgO、金刚石和β-Ga2O3等[3-6]。其中AlGaN和MgZnO都是三元合金材料，需要通过调控高Al或Mg组分才能实现AlGaN和MgZnO材料对日盲紫外光敏感，外延工艺较复杂[7-8]。金刚石具有5.5 eV的带隙，对应波长225 nm，仅占日盲紫外波段的一小部分。因而带隙为4.9 eV的Ⅲ-Ⅵ族β-Ga2O3，由于其截止波长约为250 nm、吸收系数大等特点，成为一种很有前途的日盲紫外探测器材料[9-10]。此外，β-Ga2O3材料击穿电场高达8 MV/cm，也是制作功率元件的理想材料[11]，并且它还拥有较高的热稳定性和化学稳定性，在环境和爆炸物气体传感器等领域也有很好的应用前景[12]。

目前，研究人员在对β-Ga2O3材料的研究中发现，通过掺入Si、Sn等杂质可以改善材料的电学特性，并且可以调节材料的带隙。2013年，Sasaki 等[13]在单晶β-Ga2O3中由于非故意掺杂导致Si离子注入，当β-Ga2O3中Si离子浓度为5×1019cm-3时，材料的电阻率和器件的接触电阻分别可达到1.4 mΩ·cm和 4.6×10-6Ω·cm2，大大改善了β-Ga2O3的电学特性。2015年,Mi等[14]使用MOCVD法在MgO(100)衬底上生长出Sn掺杂β-Ga2O3薄膜，研究发现未掺杂的β-Ga2O3薄膜电阻率为2.4×109Ω·cm，掺入Sn后，薄膜电阻率下降至1.2×104Ω·cm，降低了约5个数量级。此外，还发现当Sn掺杂量达到20%时，β-Ga2O3薄膜的光学带隙由本征材料的约4.9 eV降低至4.58 eV，由此可见杂质Sn的引入还可以有效地调节β-Ga2O3材料的带隙值，增大了对日盲紫外波段的覆盖率。……