摘 要： 薄膜型Ga2O3光電探測(cè)器具有成本低廉、性能優(yōu)異、可重復(fù)性高等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)Ga2O3薄膜大尺寸均勻生長(zhǎng)對(duì)批量制備薄膜型Ga2O3光電探測(cè)器具有重要意義。為了實(shí)現(xiàn)大尺寸Ga2O3薄膜的高效生長(zhǎng)，采用Matlab軟件對(duì)磁控濺射系統(tǒng)中傾斜圓形平面靶與旋轉(zhuǎn)水平工作臺(tái)上Ga2O3薄膜沉積模型進(jìn)行了仿真，分析了靶基距和濺射靶轉(zhuǎn)動(dòng)角度對(duì)薄膜性能的影響，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明：靶基距的增加會(huì)提高沉積薄膜的均勻性，在一定的靶基距下濺射靶轉(zhuǎn)動(dòng)角度的增加會(huì)使薄膜均勻性先提高后降低，Ga2O3薄膜均勻性實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致；在靶基距為100 mm、濺射靶轉(zhuǎn)動(dòng)角度為35°的條件下，在藍(lán)寶石襯底上沉積得到了平均厚度偏差為1.27%的Ga2O3薄膜；以沉積的薄膜批量制備Ga2O3光電探測(cè)器，得到的光電探測(cè)器對(duì)254 nm的光源具有基本一致的光響應(yīng)。該研究為大批量制備高質(zhì)量Ga2O3薄膜探測(cè)器提供了一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞： Ga2O3；磁控濺射；大尺寸；傾斜圓型平面靶；Matlab

中圖分類(lèi)號(hào)： TB43

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 1673-3851 （2024） 05-0310-09

引文格式：肖厚恩，王順利. 基于磁控濺射系統(tǒng)的大尺寸Ga2O3薄膜沉積模型與性能研究［J］. 浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），2024，51（3）：310-318.

Reference Format： XIAO Hou′en， WANG Shunli. Research on the deposition model and properties of large-size Ga2O3 thin films based on magnetron sputtering system［J］. Journal of Zhejiang Sci-Tech University，2024，51（3）：310-318.

Research on the deposition model and properties of large-size Ga2O3 thin films based on magnetron sputtering system

XIAO Hou′en1a， WANG Shunli1b， 2

（1a.School of Materials Science amp; Engineering; 1b.School of Science， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China; 2.Zhejiang Sci-Tech University Changshan Research Institute Co.， Ltd.， Quzhou 324200， China）

Abstract：" Thin-film type Ga2O3 photodetectors possess advantages such as low cost， excellent performance， and high repeatability， making large-size and uniform growth of Ga2O3 thin films of great significance for the mass production of such photodetectors. To achieve the efficient growth of large-size Ga2O3 films， a simulation of Ga2O3 film deposition model was conducted by using Matlab software in the magnetron sputtering system， considering the inclined circular plane target and rotating horizontal workbench. The effects of target-to-substrate distance and sputtering target rotation angle on film properties were analyzed， followed by experimental validation. The simulation results show that an increase in target-substrate distance enhances the uniformity of the deposited film and that an increase in spray target rotation angle enhances the uniformity of the film at first and then decreases it under a certain target-substrate distance. Additionally， the experimental results of Ga2O3 film uniformity analysis are generally consistent with the simulation results. Under the conditions of a target-to-substrate distance of 100 mm and a sputtering target rotation angle of 35°， a Ga2O3 film with an average thickness deviation of 1.27% is obtained on a sapphire substrate. The Ga2O3 photodetectors are then mass-produced from the deposited films， which shows a basic consistent response to a 254 nm light source. This study provides a certain theoretical basis for the mass production of high-quality Ga2O3 thin film detectors.

Key words： Ga2O3; magnetron sputtering; large-scale; tilted circular planar targets; Matlab

0 引 言

Ga2O3是一種具有優(yōu)異光學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定物理化學(xué)性質(zhì)的氧化物半導(dǎo)體，具有約4.9 eV的帶隙，帶隙對(duì)應(yīng)的吸收邊為254 nm，是制備日盲探測(cè)器的理想材料［1-3］。同時(shí)，Ga2O3還具有超高的臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)（約8 MV/cm）和高的Baliga品質(zhì)因數(shù)（約為GaN器件的4倍、SiC器件的10倍、Si器件的3444倍），在高壓、大功率、高效率和小體積電子器件制備方面具有極大的潛力［4-5］。Ga2O3光電探測(cè)器的研制一般有單晶、薄膜以及納米結(jié)構(gòu)3個(gè)方向。制備單晶型Ga2O3光電探測(cè)器通常需要較高的暗電流，成本較高；納米結(jié)構(gòu)型Ga2O3光電探測(cè)器在大量制備時(shí)難以做到性能穩(wěn)定；而薄膜型Ga2O3日盲紫外探測(cè)器具有制備簡(jiǎn)單、可重復(fù)性高、性能優(yōu)異等特點(diǎn)，具有巨大的商業(yè)化應(yīng)用前景。

實(shí)現(xiàn)大尺寸Ga2O3薄膜的高效生長(zhǎng)是薄膜型Ga2O3光電探測(cè)器達(dá)成市場(chǎng)化應(yīng)用的前提，目前主流的大尺寸Ga2O3薄膜的制備方法為CVD法［6-8］，但該制備方法效率較低，影響了Ga2O3日盲探測(cè)器的規(guī)?；瘧?yīng)用。磁控濺射沉積薄膜是大面積高效制備高質(zhì)量薄膜的常用方法［9-11］。為了使沉積得到的薄膜厚度均勻且可控，研究人員對(duì)磁控濺射系統(tǒng)做了大量的理論和實(shí)驗(yàn)研究［12-15］。王譽(yù)等［16］采用直流磁控濺射系統(tǒng)，建立了不同靶基距下小圓形平面靶沉積薄膜的厚度分布理論模型，發(fā)現(xiàn)靶基距的增大會(huì)提高膜厚分布的均勻性。付學(xué)成等［17］ 利用磁控濺射系統(tǒng)，研究了水平靜止工作臺(tái)上傾斜小圓形平面靶沉積薄膜的厚度分布情況，通過(guò)調(diào)整濺射靶轉(zhuǎn)動(dòng)角度沉積得到了非均勻度小于0.6%的氮化鉭薄膜。上述研究表明，調(diào)節(jié)靶基距和濺射靶轉(zhuǎn)動(dòng)角度可有效提高沉積薄膜的均勻性，因此采用磁控濺射有望實(shí)現(xiàn)均勻Ga2O3薄膜的大規(guī)模制備。

Matlab是一款用于數(shù)據(jù)分析、圖像處理、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模和仿真等的數(shù)學(xué)軟件，能快速高效地進(jìn)行科學(xué)計(jì)算和數(shù)學(xué)建模［18］。本文采用Matlab軟件建立了磁控濺射系統(tǒng)中傾斜圓型平面靶在水平旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上沉積薄膜的厚度分布模型，分析靶基距和濺射靶轉(zhuǎn)動(dòng)角度對(duì)沉積薄膜均勻性的影響；通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，同時(shí)解釋了出現(xiàn)偏差的原因?；趯?shí)驗(yàn)條件下的最佳參數(shù)制備得到了均勻性良好的Ga2O3薄膜并以此制備了光電性能基本一致的Ga2O3薄膜探測(cè)器。本文為高效制備高質(zhì)量大尺寸Ga2O3薄膜提供了新的思路。

1 數(shù)學(xué)模型構(gòu)建與仿真

1.1 濺射源平行于水平工作臺(tái)的數(shù)學(xué)模型

以Ar原子為例，磁控濺射沉積薄膜的原理是通過(guò)靶與基底的正負(fù)偏壓之間的巨大電場(chǎng)，使工作氣體原子Ar電離，Ar+離子在電場(chǎng)的加速下轟擊位于負(fù)電位的靶材；靶材粒子在A(yíng)r+離子的轟擊下獲得能量并從靶材表面濺射飛出，從而在襯底上沉積形成薄膜。通過(guò)對(duì)磁控濺射實(shí)際情況進(jìn)行模擬，本文提出如下3點(diǎn)假設(shè)：

a）由于靶中環(huán)形區(qū)域的磁場(chǎng)很強(qiáng)，大量的電子被束縛在環(huán)形區(qū)域，使氣體電離并發(fā)生的濺射。因此，在鍍膜過(guò)程中，靶材上會(huì)出現(xiàn)刻蝕環(huán)。本文假定所有的濺射粒子來(lái)自刻蝕環(huán)，且刻蝕環(huán)區(qū)域的靶材被均勻的濺射。

b）靶材粒子濺射的角分布為近似余弦分布。本文假定濺射粒子的角分布為簡(jiǎn)單的余弦分布。

c）靶材粒子在向襯底濺射過(guò)程中與工作氣體原子碰撞而被散射的現(xiàn)象一般不能忽略，但工作氣壓一般僅為1 Pa左右，較為稀薄。因此，本文假定濺射粒子飛行過(guò)程中被散射，其沉積在襯底上的幾率與飛行距離成反比。

這3條假定不會(huì)使擬合結(jié)果產(chǎn)生很大誤差。

在此假設(shè)下，水平狀態(tài)下小圓形平面靶濺射示意圖如圖1所示。由于此時(shí)圓形靶與工作臺(tái)平行且軸線(xiàn)重合，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)并不會(huì)影響薄膜厚度分布。假設(shè)單位時(shí)間內(nèi)從刻蝕環(huán)濺射出的靶材質(zhì)量為m，靶材密度為ρ，對(duì)刻蝕環(huán)進(jìn)行微分，則刻蝕環(huán)上微小面濺射源質(zhì)量dm=m2πdθ。已知微小濺射面在平面基板上沉積的薄膜厚度分布公式為T(mén)=mh2πρ（h2+b2）2，其中b為微小面源距平面上任意點(diǎn)P的水平距離［19］。設(shè)點(diǎn)P相距軸心距離為R，刻蝕環(huán)半徑為r，靶基距為h，則由余弦定理可知：b=R2+r2-2Rrcosθ；濺射環(huán)上微小面源在P點(diǎn)沉積的薄膜厚度dT=mh2dθ2π2ρ（h2+R2+r2-2Rrcosθ）2。積分可得環(huán)形濺射源在平行平面上沉積薄膜厚度公式為［17］：

T=mhπρ·

h2+R2+r2［（h2+R2+r2+2Rr）（h2+R2+r2-2Rr）］3/2（1）

設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為（x，y）或（R，φ），這兩個(gè)坐標(biāo)的關(guān)系為：

x=Rcos（ωt+φ）（2）

y=Rsin（ωt+φ）（3）

R=x2+y2（4）

其中：ω為工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角速度，φ為點(diǎn)P的初始方位角，t為工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)時(shí)間。

1.2 濺射源傾斜于水平工作臺(tái)的數(shù)學(xué)模型

濺射源傾斜于水平工作臺(tái)的數(shù)學(xué)模型示意圖如圖2所示。初始靶基距為h0，圓形靶距離轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)O2的距離為l，且轉(zhuǎn)動(dòng)角度為θ，轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)O2與工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心O1的垂直距離O2M為h0+l，水平距離MO1為a。由于工作臺(tái)所在平面與濺射源平面之間存在夾角，在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中其上任一點(diǎn)P與濺射源平面的相對(duì)距離h1以及與濺射源軸心的相對(duì)距離R1在不停地變化。

點(diǎn)P在圓形靶軸線(xiàn)的法平面上相對(duì)軸線(xiàn)的坐標(biāo)為：

x1=Rcos（ωt+φ）（5）

y1=（Rsin（ωt+φ）+a-（h0+l）tanθ）cosθ（6）

此時(shí)點(diǎn)P相對(duì)濺射源平面的距離為：

h1=h0+lcosθ+y1tanθ-l（7）

相對(duì)于濺射源軸心的距離為：

R1=x21+y21（8）

將式（5）—（8）重新代入式（1），得到濺射源傾斜狀態(tài)下水平旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上襯底的膜厚分布公式：

T=mπρ∫t0

（h21+R21+r2）h1dt［（h21+R21+r2+2Rr）（h21+R21+r2-2Rr）］3/2（9）

1.3 使用Matlab對(duì)模型進(jìn)行仿真

平均厚度偏差表示薄膜厚度偏差的值，其值越小薄膜的均勻性越好，其計(jì)算公式為：

A=|T-T|T（10）

將實(shí)際測(cè)量的a=80 mm、r=18 mm、l=120 mm以及不同的θ和h0帶入式（9）—（10）中，計(jì)算得到的平均厚度偏差（×100%）結(jié)果如表1所示。從表1可知：隨著h0逐漸增大，薄膜的平均厚度偏差逐漸減小，h0對(duì)膜厚分布均勻度的影響逐漸減??；隨著濺射源轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ的增大，薄膜的厚度偏差先減小后增大。

令工作臺(tái)中心O2點(diǎn)沉積的薄膜厚度為T(mén)0，用T/T0表示P點(diǎn)相對(duì)于中心點(diǎn)的膜厚，即相對(duì)厚度，以此衡量沉積薄膜的均勻性。圖3（a）為h0=120 mm時(shí)不同濺射靶轉(zhuǎn)動(dòng)角度下沉積的薄膜沿工作臺(tái)Y軸方向的相對(duì)厚度分布。初始條件下沉積的薄膜均勻性很差，中間較厚、外圍較薄，隨著轉(zhuǎn)動(dòng)角度的增大外圍厚度逐漸增加，直至超過(guò)邊緣區(qū)域的薄膜厚度，在35°～40°范圍內(nèi)沉積的薄膜均勻度最好（見(jiàn)圖3（a））。為了進(jìn)一步探索沉積薄膜的最佳厚度，在h0=120 mm的條件下，對(duì)濺射靶轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍為35.0°～40.0°的相對(duì)厚度分布進(jìn)行擬合，擬合結(jié)果如圖3（b）所示，對(duì)應(yīng)的相對(duì)厚度偏差如表2所示，在θ=38.5°時(shí)沉積得到的薄膜均勻性最好，此時(shí)的平均厚度偏差為0.391%。圖3（c）為θ=38.5°時(shí)不同的h0下沉積薄膜的相對(duì)厚度分布，薄膜厚度變化規(guī)律與表1所總結(jié)規(guī)律相一致。

2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

主要實(shí)驗(yàn)材料：5 cm（2英寸）Al2O3襯底（c面，天通控股股份有限公司）；去離子水、無(wú)水乙醇和丙酮（上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；Ga2O3靶材（純度99.99%，北京中科言諾新材料科技有限公司）；高純銀（純度99.99%，北京中科言諾新材料科技有限公司）。

主要實(shí)驗(yàn)儀器：GZK103-A磁控濺射儀（靶基距調(diào)整范圍為20～100 mm，濺射靶轉(zhuǎn)動(dòng)角度調(diào)整范圍為0～35°，鄭州成越科學(xué)儀器有限公司）；S-4800場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（日本日立有限公司）；D8 DISCOVERX射線(xiàn)衍射儀（XRD，Bruker公司）；Nx-Hivic原子力顯微鏡（AFM，Park Systems公司）和CY-EVP170S-1S-A高真空熱蒸發(fā)鍍膜儀（鄭州成越科學(xué)儀器有限公司）。

2.2 Ga2O3薄膜的制備

先后使用丙酮、無(wú)水乙醇、去離子水清潔Al2O3襯底，隨后將其放入干燥箱中，使用氮?dú)獯蹈桑涑浞指稍锖髮⑵浞湃氪趴貫R射儀工作臺(tái)的正中心。調(diào)節(jié)靶基距和濺射源傾斜角度，先后使用機(jī)械泵和分子泵對(duì)腔室內(nèi)抽真空，待壓強(qiáng)降至1×10-4 Pa后通入流量為170 mL/min的氬氣，此時(shí)腔體內(nèi)壓強(qiáng)為1 Pa。打開(kāi)射頻源開(kāi)始濺射，設(shè)置濺射功率為100 W，工作臺(tái)溫度為室溫，濺射時(shí)間為2 h。

2.3 Ga2O3探測(cè)器的制備

將沉積好的薄膜置于掩模版上，并放入熱蒸發(fā)儀的真空室中，將純度為99.99%的銀粒放于蒸發(fā)塢上，關(guān)閉艙門(mén)；先后使用機(jī)械泵和分子泵將真空室內(nèi)的壓強(qiáng)抽至1×10-3 Pa，然后開(kāi)啟電流電壓源以加熱蒸發(fā)塢，待銀粒熔融后調(diào)整電流使銀的沉積速率為0.4 /s，待沉積的銀厚度達(dá)到100 nm后逐步關(guān)閉電流電壓源，停止沉積。

3 結(jié)果與討論

3.1 Ga2O3薄膜的表征

基于上述磁控濺射沉積模型，本文制備了Ga2O3薄膜，并對(duì)靶基距100 mm、濺射靶轉(zhuǎn)動(dòng)角度為35°條件下沉積的Ga2O3薄膜進(jìn)行測(cè)試。為了確定濺射沉積的Ga2O3薄膜的成分結(jié)構(gòu)，使用XRD對(duì)Ga2O3薄膜進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如圖4（a）所示。圖4（a）顯示：除了Al2O3襯底的（0006）峰外，樣品在20°～40°區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)了明顯的非晶Ga2O3的饅頭峰，表明沉積得到了非晶形態(tài)的Ga2O3薄膜。Ga2O3薄膜的紫外可見(jiàn)吸收光譜和擬合的光學(xué)帶隙如圖4（b）及其插圖所示，Ga2O3的吸收邊約為264 nm，計(jì)算得到其對(duì)應(yīng)的光學(xué)帶隙為4.7 eV，這是因?yàn)楸∧ぶ休^多的氧空位產(chǎn)生了低于導(dǎo)帶最小值的施主能級(jí)，導(dǎo)致帶隙減?。?0］。為了進(jìn)一步對(duì)沉積的Ga2O3薄膜進(jìn)行表征，本文對(duì)Ga2O3薄膜進(jìn)行了XPS光譜的測(cè)試，并用C 1s的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合能284.8 eV對(duì)測(cè)得的結(jié)果進(jìn)行了校準(zhǔn)，結(jié)果如圖4（c）—（d）所示。Ga 3d峰的中心分別位于20.4 eV和19.8 eV，分別對(duì)應(yīng)于Ga3+和Ga2+態(tài)。O 1s光譜分為530.7 eV的O（Ⅰ）峰和531.8 eV的O（Ⅱ）峰（見(jiàn)圖4（c）—（d）），分別對(duì)應(yīng)于晶格位點(diǎn)中的O2-離子和薄膜中的O空位缺陷［21］。從圖4（e）的SEM圖中可以看到Ga2O3納米花較好地沉積在了襯底上，表面形態(tài)十分均勻［22］。圖4（f）的AFM測(cè)試結(jié)果表明：Ga2O3薄膜表面粗糙度較低，計(jì)算得到RMS（粗糙度均方根）僅為1.672 nm。由此可知制備得到的Ga2O3薄膜表面均勻，質(zhì)量良好。

3.2 Ga2O3薄膜的均勻性分析

使用SEM測(cè)試h0=100 mm時(shí)不同濺射靶轉(zhuǎn)動(dòng)角度下及θ=35°時(shí)不同靶基距下沉積的薄膜沿工作臺(tái)Y軸方向的截面厚度，薄膜相對(duì)厚度分布值如圖5（a）—（b）所示。圖5（a）—（b）表明：在轉(zhuǎn)動(dòng)角θ分別為5°、15°、25°和35°時(shí)薄膜的平均厚度偏差分別為5.872%、4.462%、2.695%和1.331%，在h0分別為20、40、60、80 mm和100 mm時(shí)薄膜的平均厚度偏差分別為11.618%、7.355%、4.453%、2.598%和1.327%，與表1中擬合的結(jié)果基本一致。

為了進(jìn)一步說(shuō)明沉積薄膜厚度的均勻性，在2英寸藍(lán)寶石襯底上取如圖5（c）所示的取樣點(diǎn)，并測(cè)量了在h0=100 mm、θ=35°的條件下沉積的薄膜在取樣點(diǎn)的膜厚，其SEM測(cè)試結(jié)果如圖5（d）所示。從圖5（d）中可以看出沉積得到的Ga2O3薄膜在中心區(qū)域厚度基本保持一致，邊緣區(qū)域厚度相對(duì)較低，膜厚從1.35 μm逐漸降低至1.31 μm，平均厚度偏差為1.270%，略低于理論值的1.479%。出現(xiàn)這種偏差可能是因?yàn)闉R射時(shí)靶粒子流分為直接流和擴(kuò)散流兩部分，前者經(jīng)過(guò)與背景氣體分子多次碰撞依然保持初始運(yùn)動(dòng)方向，后者經(jīng)碰撞后速度減慢，運(yùn)動(dòng)方向改變，直接流在靶附近，擴(kuò)散流離靶較遠(yuǎn)。由于擴(kuò)散流在襯底邊緣附近的密度略大于襯底中心位置的密度，對(duì)薄膜外圍補(bǔ)償較多，使得邊緣區(qū)域?qū)嶋H膜厚變大，平均厚度偏差低于理論計(jì)算值［17］。

3.3 Ga2O3探測(cè)器的光電性能分析

為了進(jìn)一步探究所制備薄膜的均勻性，在制備的Ag/Ga2O3探測(cè)器中根據(jù)探測(cè)器距離中心的位置選取了16個(gè)探測(cè)器（見(jiàn)圖6（a））。對(duì)這些探測(cè)器在1300 μW/cm2的254 nm光照和5 V的偏壓下進(jìn)行了I-t測(cè)試，結(jié)果分別如圖6（b）—（c）所示。圖6（b）為邊緣區(qū)域薄膜所制備的探測(cè)器I-t測(cè)試圖，由于襯底外圍薄膜的沉積受到一定的擴(kuò)散流濺射粒子的影響，薄膜厚度有一定波動(dòng)，同時(shí)由于測(cè)試誤差的存在，探測(cè)器的光電流有小范圍的波動(dòng)。圖6（c）為中間區(qū)域的探測(cè)器I-t測(cè)試圖，這一區(qū)域的薄膜沉積主要受到直接流濺射粒子的影響，薄膜相對(duì)均勻。結(jié)合圖6（b）—（c）可以看出，制備的探測(cè)器的光電性能基本一致，光電流和暗電流分別約為500 nA和0.1 nA，光暗比為5×103。

4 結(jié) 論

為了實(shí)現(xiàn)大尺寸均勻Ga2O3薄膜的高效生長(zhǎng)，本文建立了傾斜圓形平面靶在水平旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上磁控濺射沉積薄膜的厚度分布模型，通過(guò)對(duì)模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了大尺寸Ga2O3薄膜的均勻生長(zhǎng)，并以此制備了Ga2O3光電探測(cè)器，對(duì)其性能進(jìn)行了探究，主要結(jié)論如下：

a）在建立的傾斜圓形平面靶磁控濺射沉積薄膜的模型下，隨著靶基距的增加，沉積薄膜的平均厚度偏差逐漸減小，薄膜的均勻性變好，但其對(duì)沉積薄膜均勻性的影響也越來(lái)越小；在靶基距一定時(shí)，隨著濺射靶轉(zhuǎn)動(dòng)角度的增加，沉積薄膜的均勻性先提高后降低。

b）建立的理論模型較為貼合實(shí)際情況，在不同的靶基距和濺射靶轉(zhuǎn)動(dòng)角度下對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與擬合結(jié)果基本一致。在靶基距為100 mm、濺射靶轉(zhuǎn)動(dòng)角度為35°的條件下，在藍(lán)寶石上沉積的Ga2O3薄膜的平均厚度偏差為1.27%，以沉積的薄膜批量制備的Ga2O3深紫外探測(cè)器在254 nm的紫外光照射下具有基本一致的光響應(yīng)和光暗比，制備的探測(cè)器具有良好的均一性和可重復(fù)性。

本文建立的磁控濺射沉積薄膜的厚度分布模型有效模擬了磁控濺射沉積Ga2O3薄膜的實(shí)際情況，這對(duì)Ga2O3薄膜的大尺寸生長(zhǎng)以及薄膜基Ga2O3日盲探測(cè)器的大批量制備具有一定的借鑒意義。但由于器件的光電流不僅受到薄膜厚度的影響，還受到薄膜中缺陷、金半接觸等的影響，因此探測(cè)器的光電流會(huì)存在一定的波動(dòng)。未來(lái)可以通過(guò)高溫退火、表面等離子處理等工藝減少薄膜內(nèi)部缺陷、改善表面態(tài)，以提高探測(cè)器的穩(wěn)定性。

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