基于智能感知的InxAl1-xN薄膜的气敏性能研究

• 作者: 王雪文 白海庭 赵彦博 张圆梦 彭超 高洁 戴扬 赵武
• 来源期刊: 西北大学学报（自然科学版）
• 关键词: 硅掺杂 InxAl1-xN薄膜 磁控溅射 气敏性能
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 深度信息感知与理解
• 页码范围: 191-197
• 页数: 7页
• 分类号: TP212.6|TN379
• 语种: 中文
• DOI: 10.16152/j.cnki.xdxbzr.2021-02-003

摘要

基于Ⅲ-Ⅴ族半导体的产品已经广泛应用于移动设备、无线网络、卫星通信和光电子技术领域,其中,新型的Ⅲ-Ⅴ族半导体铟铝氮(InxAl1-xN(x=0 ～1))因为具有临界击穿电压高、导热系数高、能抵抗强辐射以及化学性质稳定等优点而成为感知器件的研究热点.该文首先采用磁控溅射技术以金属In、金属Al和陶瓷Si3N4为靶材制备出Si掺杂和纯InxAl1-xN薄膜.在衬底温度600℃、压强0.6pa、Ar∶ N2流量比为20∶10、金属铟靶材和铝靶材的溅射功率分别为70W和300W、氮化硅的靶材附加功率分别为0W,20W,40W和60W条件下制备出薄膜,研究了所制备薄膜的电性能、拉曼光谱、光致发光(PL)光谱.测试结果表明:为氮化硅靶材附加40W功率时,掺杂Si的InxAl1-xN薄膜的载流子浓度比纯InxAl1-xN薄膜提高了两个数量级;硅掺杂的InxAl1-xN薄膜测得的拉曼光谱中,E2(HI)和Al(LO)模式峰都发生了右方移动,这表明了样品的缺陷增加,应力随之增强;PL光谱测试显示InxAl1-xN的发光峰较高,且薄膜随着Si含量的增加,可能导致薄膜缺陷增加.其次,研究了所制备薄膜的气体敏感性,测试表明,掺Si的InxAl1-xN薄膜的气敏性优于纯InxAl1-xN薄膜,且细颗粒的掺Si的InxAl1-xN薄膜的气敏性高于大颗粒,证明小颗粒的表面活性大,易吸附气体使得响应灵敏度高,为气敏传感器的开发和信息领域的潜在应用打下基础.