Елементно-фазові та структурні дослідження полікристалічних поверхонь сполук системи β-Ga2O3-SnO2

Abstract

У роботі методом високотемпературного твердофазного синтезу одержані полікристалічні напівпровідникові матеріали (ПНМ) системи 2β-Ga2O3-SnO2. Експерименти показали, що ефективність синтезу у системi 2β-Ga2O3-SnO2 залежить від способу отримання вихiдних сполук. Дослідження поверхонь одержаних ПНМ на предмет можливого їх використання у електронних пристроях, що працюють на ефекті поля та на бар’єрах Шоткі для яких міжфазові межі метал/напівпровідник, метал/діелектрик/напівпровідник та їх характеристики відіграють вирішальну роль. Зокрема, особливо, елементнофазовий склад та шорсткість поверхонь ПНМ, які досліджувались адекватним набором експериментальних методів – дифракції повільних електронів (ДПЕ), Х-променевої фотоелектронної спектроскопії (ХФЕС) та атомно-силової мікроскопії (АСМ). Результати дослідження поверхонь ПНМ системи 2β-Ga2O3-SnO2 порівнюються з результатами для поверхонь сколювання монокристалічних β-Ga2O3 і вказують на те, що поверхня ПМН є цілком придатною для виготовлення напівпровідникових, керованих електричним полем, пристроїв метал/напівпровідник, метал/діелектрик/напівпровідник з металевим керуючим електродом, за умови вибору відносно гладких ділянок на поверхні ПНМ.

The polycrystalline semiconductor materials (PSM) of 2β-Ga2O3-SnO2 system were obtained by the method of high-temperature solid-phase synthesis. Experiments have shown that the efficiency of the synthesis process in the 2β-Ga2O3-SnO2 system essentially depends on the method of the initial compoundsobtaining. The studies of the obtained PSM's surfaces for their possible application in electronic field devices and ones on Schottky barriers, for which the metal/semiconductor, metal/insulator/semiconductor interphase boundaries and their characteristics play a decisive role were conducted. Particularly elementalphase composition and roughness of PSM's surfaces, which were investigated by an appropriate set of experimental methods – low-energy electron diffraction (LEED), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and atomic force microscopy (AFM). The results obtained for the PSM 2β-Ga2O3-SnO2 system'ssurfaces are compared with the results from the surfaces of β-Ga2O3 single-crystal cleavages and indicate that the PSM surface is quite suitable for the manufacturing of semiconductorelectric field controlleddevices, such as metal/semiconductor, metal/insulator/semiconductor, with a metal control electrode, when one select the relatively smooth areas on the surface of PSM.