随着紫外探测技术越来越广泛地被应用于众多领域,大大推动了宽禁带半导体的发展。ZnO是一种直接带隙宽禁带半导体材料,在光电器件领域有着光明的应用前景,近年来已成为国际上半导体光电材料的研究热点。目前,高质量的ZnO薄膜一般是利用MOCVD或MBE在蓝宝石衬底上制备。生产成本高,限制了ZnO材料的潜在应用。而磁控溅射技术是一种简便应用广泛且技术成熟的薄膜制备技术,生产成本低廉,与集成电路平面工艺兼容性好,通过调节磁控溅射的工艺参数制备出高质量的ZnO薄膜是很有意义的工作。同时ZnO具有良好的抗高能射线辐射能力,相比其它宽禁带半导体在制作紫外探测器方面具有独特的优势。本论文主要工作是研究如何利用简便的射频磁控溅射技术在SiO₂/Si和石英玻璃衬底上制备高质量的ZnO及其掺Al（AZO）薄膜。在薄膜制备的研究基础上,在以SiO₂/Si为衬底的ZnO薄膜上研制MSM结构的紫外光电探测器,研究了器件的制作工艺和性能。所开展的研究工作对ZnO薄膜在光电领域的器件应用开发具有重要的意义,主要工作内容如下:利用JC500-3/D磁控溅射镀膜机在SiO₂/Si和石英玻璃衬底上制备具有C轴择优取向的ZnO和AZO晶柱薄膜。结合XRD、AFM、SEM、霍耳效应测量和透射谱的测量,研究了溅射气体氩氧比、溅射气压、溅射功率和衬底温度对薄膜结构、形貌、光电特性的影响,为制作性能良好的紫外探测器探索较佳的工艺参数。对在较佳溅射工艺参数下在SiO₂/Si衬底上制备的ZnO和AZO薄膜样品进行退火处理。随着退火温度的升高,ZnO和AZO薄膜的结晶性能得到改善。在以SiO₂/Si为衬底900℃下退火的ZnO薄膜样品上制作了Ag-ZnO-Al和Au-ZnO-Al方框结构,研究金属Ag、Au与ZnO的接触特性。结果表明,Ag与ZnO薄膜形成了良好的肖特基接触,Au与ZnO薄膜形成了欧姆接触。采用单步反剥离技术制备金属电极,在以SiO₂/Si为衬底退火后的ZnO薄膜上制作了Ag-ZnO-Ag MSM结构肖特基型和Au-ZnO-Au MSM结构光电导型的紫外光电探测器,并对所制备的探测器进行I-V、C-V及光谱响应的测试分析。结果表明所制备的器件在紫外波段有较高的响应度,光谱响应峰在370nm附近。本论文从材料制备、器件设计流片到测试分析,做了大量的实验探索与理论研究工作,创新性地解决了一些科学与技术上的难题:利用简便的射频磁控溅射技术在SiO₂/Si和石英玻璃衬底上制备出C轴择优取向、颗粒均匀、致密的ZnO和AZO晶柱薄膜;结合Kajikawa提出的ZnO薄膜生长模型和所制备样品的SEM截面图讨论了我们利用磁控溅射制备的多晶ZnO薄膜的生长过程;根据我们采用的JC500-3/D磁控溅射镀膜机的参数调节范围,研究了溅射工艺参数和退火对薄膜特性的影响;结合Burstein-Moss效应分析了AZO薄膜的光学带隙变化;设计了Ag-ZnO-Ag MSM结构肖特基型和Au-ZnO-Au MSM结构光电导型的紫外光电探测器,开发了完整可行的制备工艺流程。