Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 18/2018

02.05.2018

Electrical, optical and structural characteristics of gallium oxide thin films deposited by RF-sputtering

verfasst von: L. I. Juárez-Amador, M. Galván-Arellano, J. A. Andraca-Adame, G. Romero-Paredes, A. Kennedy-Magos, R. Peña-Sierra

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 18/2018

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Highly conductive n-type nanometric films of copper doped amorphous-Ga2O3 (amorphous-Ga2O3:Cu) or copper doped β-Ga2O3 (β-Ga2O3:Cu) were produced by forming amorphous-Ga2O3/Cu/amorphous-Ga2O3 arrays (amorphous-Ga2O3:Cu arrays) at room temperature with electrically insulating amorphous-Ga2O3 films grown by RF-sputtering and a Cu film grown by DC-sputtering. To study their electrical properties and to control their structural characteristics the amorphous-Ga2O3:Cu arrays were annealed in dry N2 atmosphere at temperatures between 300 and 400 °C by 100 min. When the amorphous-Ga2O3:Cu arrays were annealed at temperatures of 400 °C by longer periods the layers acquire electrical insulating characteristic. The lowest resistivity of the n-type β-Ga2O3:Cu films were of 1.83 × 10−5 Ω cm with an electron concentration of 5 × 1022 cm−3 and carrier mobility of 9.7 cm2/Vs. The introduction of the Cu layer allows reducing the temperature required to transform the amorphous Ga2O3 films to a nanocrystalline phase β-Ga2O3 at ∼350 °C according to the X-ray diffraction analysis. Studies by SEM confirm the phase transition by the formation of β-Ga2O3 octahedral shape nanocrystallites with sizes from ∼5 to 50 nm. The optical transmittance of the undoped amorphous-Ga2O3 in the visible region is ~ 100% with an optical gap of 4.06 eV. The insertion of the Cu layer reduces the transmittance up to 40% but the structural and electrical properties are useful to build electronic devices.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat S. Ghose, S. Rahman, L. Nong, J.S. Rojas-Ramirez, H. Jin, K. Park, R. Klie, R. Droopad, J. Appl. Phys. 122, 095302 (2017)CrossRef S. Ghose, S. Rahman, L. Nong, J.S. Rojas-Ramirez, H. Jin, K. Park, R. Klie, R. Droopad, J. Appl. Phys. 122, 095302 (2017)CrossRef
2.
3.
Zurück zum Zitat T. Harwig, F. Kellendonk, S. Slappendel, J. Phys. Chem. Solids 39, 675 (1978)CrossRef T. Harwig, F. Kellendonk, S. Slappendel, J. Phys. Chem. Solids 39, 675 (1978)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat X.T. Zhou, F. Heigl, J.Y.P. Ko, M.W. Murphy, J.G. Zhou, T. Regier, R.I.R. Blyth, T.K. Sham, Phys. Rev. B 75, 125303 (2007)CrossRef X.T. Zhou, F. Heigl, J.Y.P. Ko, M.W. Murphy, J.G. Zhou, T. Regier, R.I.R. Blyth, T.K. Sham, Phys. Rev. B 75, 125303 (2007)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat M.R. Lorenz, J.F. Woods, R.J. Gambino, J. Phys. Chem. Solids 28, 403 (1967)CrossRef M.R. Lorenz, J.F. Woods, R.J. Gambino, J. Phys. Chem. Solids 28, 403 (1967)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat C.V. Ramana, E.J. Rubio, C.D. Barraza, A. Miranda Gallardo, S. McPeak, S. Kotru, J.T. Grant, J. Appl. Phys. 115, 1 (2014)CrossRef C.V. Ramana, E.J. Rubio, C.D. Barraza, A. Miranda Gallardo, S. McPeak, S. Kotru, J.T. Grant, J. Appl. Phys. 115, 1 (2014)CrossRef
7.
8.
Zurück zum Zitat S.A. Lee, J.Y. Hwang, J.P. Kim, S.Y. Jeong, C.R. Cho, Appl. Phys. Lett. 89, 182906 (2006)CrossRef S.A. Lee, J.Y. Hwang, J.P. Kim, S.Y. Jeong, C.R. Cho, Appl. Phys. Lett. 89, 182906 (2006)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat S.J. Pearton, J. Yang, P.H. Cary, I.V.F. Ren, J. Kim, M.J. Tadjer, M.A. Mastro, Appl. Phys. Rev. 5, 011301 (2018)CrossRef S.J. Pearton, J. Yang, P.H. Cary, I.V.F. Ren, J. Kim, M.J. Tadjer, M.A. Mastro, Appl. Phys. Rev. 5, 011301 (2018)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat T. Onuma, S. Fujioka, T. Yamaguchi, M. Higashiwaki, K. Sasaki, T. Masui, T. Honda, Appl. Phys. Lett. 103, 2011 (2013)CrossRef T. Onuma, S. Fujioka, T. Yamaguchi, M. Higashiwaki, K. Sasaki, T. Masui, T. Honda, Appl. Phys. Lett. 103, 2011 (2013)CrossRef
11.
12.
Zurück zum Zitat F. Zhang, K. Saito, T. Tanaka, M. Nishio, Q. Guo, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 26, 9624 (2015)CrossRef F. Zhang, K. Saito, T. Tanaka, M. Nishio, Q. Guo, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 26, 9624 (2015)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat M.A. Vásquez-A, G. Romero-Paredes, J.A. Andraca-Adame, R. Peña-Sierra, Rev. Mex. Fís. 62, 5 (2016) M.A. Vásquez-A, G. Romero-Paredes, J.A. Andraca-Adame, R. Peña-Sierra, Rev. Mex. Fís. 62, 5 (2016)
14.
Zurück zum Zitat I. Montes-Valenzuela, G. Romero-Paredes, M.A. Vázquez-Agustín, R. Baca-Arroyo, R. Peña-Sierra, Mater. Sci. Semicond. Process. 37, 185 (2015)CrossRef I. Montes-Valenzuela, G. Romero-Paredes, M.A. Vázquez-Agustín, R. Baca-Arroyo, R. Peña-Sierra, Mater. Sci. Semicond. Process. 37, 185 (2015)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat A. Bou, P. Torchio, D. Barakel, A. Guillou, B. Ayachi, P.-Y. Thoulon, M. Ricci, J. Phys. D 48, 205102 (2015)CrossRef A. Bou, P. Torchio, D. Barakel, A. Guillou, B. Ayachi, P.-Y. Thoulon, M. Ricci, J. Phys. D 48, 205102 (2015)CrossRef
16.
18.
Zurück zum Zitat S.S. Kumar, E. Rubio, M. Noor-A-Alam, G. Martinez, S. Manandhar, V. Shutthanandan, S. Thevuthasan, C.V. Ramana, Phys. Chem. 117, 4194 (2013) S.S. Kumar, E. Rubio, M. Noor-A-Alam, G. Martinez, S. Manandhar, V. Shutthanandan, S. Thevuthasan, C.V. Ramana, Phys. Chem. 117, 4194 (2013)
19.
Zurück zum Zitat S. Geller, Chem. Phys. 33, 676 (1960) S. Geller, Chem. Phys. 33, 676 (1960)
20.
Zurück zum Zitat J.C. Lavalley, M. Daturi, V. Montouillout, G. Clet, C.O. Area, E. Jadida, Phys. Chem. Chem. Phys. 5, 1301 (2003)CrossRef J.C. Lavalley, M. Daturi, V. Montouillout, G. Clet, C.O. Area, E. Jadida, Phys. Chem. Chem. Phys. 5, 1301 (2003)CrossRef
Metadaten
Titel
Electrical, optical and structural characteristics of gallium oxide thin films deposited by RF-sputtering
verfasst von
L. I. Juárez-Amador
M. Galván-Arellano
J. A. Andraca-Adame
G. Romero-Paredes
A. Kennedy-Magos
R. Peña-Sierra
Publikationsdatum
02.05.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 18/2018
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-018-9200-3

Weitere Artikel der Ausgabe 18/2018

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 18/2018 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt