后退火对射频磁控溅射制备β-Ga_2O_3薄膜的影响

采用射频磁控溅射法制备了氧化镓(Ga_2O_3)薄膜,计算了薄膜的O/Ga摩尔比,比值为1.57。研究了后退火对薄膜结构,形貌特征和光学带隙的影响。X射线衍射(XRD)结果表明,退火前的Ga_2O_3薄膜是一种无定形结构。在600℃氧气氛中退火2h后,薄膜开始出现β-Ga_2O_3的(■01)衍射峰;随着退火温度的升高,β-Ga_2O_3(■01)衍射峰进一步增强,并且半高宽从0.61°减小到0.49°。原子力显微镜(AFM)测试结果表明,退火前后薄膜表面的均方根粗糙度从3.47 nm增加到了7.08 nm,晶粒尺寸从19 nm增加到了53 nm。紫外-可见分光光度计(UV-VIS)测试结果表明Ga_2O_3薄膜在250 nm-1500 nm波长范围内的平均透过率在85%以上。利用Tauc公式计算了Ga_2O_3薄膜的光学带隙,带隙宽度在(4.85-5.06)eV之间,且随退火温度增加而减小。分析了表面形貌、光学带隙与薄膜结构之间的关系。