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MgZnO是一种直接带隙的半导体材料,室温下禁带宽度可从3.3 eV调节至7.8 eV。近年来MgZnO被作为紫外探测器的重要候选材料,引起了广泛的研究热潮。本文主要在已制备的MgZnO合金薄膜的基础上,采用传统紫外光刻及湿法腐蚀的方法制备MSM结构的MgZnO紫外探测器,并对其性能进行了研究,主要研究成果如下:
1.利用射频磁控溅射设备,在石英衬底上制备了具有良好(002)择优取向的ZnO薄膜。在此基础上得到肖特基型器件光响应上升时间为20 ns,下降时间为250 ns,这是目前报道最快的ZnO紫外探测器。并对不同电压下的不同指宽的ZnO肖特基型器件性能进行了研究。
2.利用射频磁控溅射的方法,在石英衬底上制备了一系列不同组分的MgZnO合金薄膜,研究了其结构和光学特性。在此基础上,在单一六角结构Mg0.40Zn0.60O薄膜上制备了肖特基型的紫外探测器,并针对其响应度较低,采取了对器件进行真空热处理的方法,器件的响应度得到了极大的提高。此外,首次实现了磁控溅射方法制备的肖特基型的Mg0.70Zn0.30O太阳盲紫外探测器,并对其性能进行了表征。
3.采用等离子体辅助的分子束外延技术在C-Al2O3衬底上制备了高质量的Mg0.1Zn0.9O合金薄膜,并制备了MSM结构的光导型的Mg0.1Zn0.9O紫外光电探测器。开展了MgZnO紫外光电探测器的变温响应度研究,对在不同电压下器件的响应度发生红移现象进行了机理分析。