本文選題：射頻磁控濺射　切入點：ZnO基薄膜　出處：《長春理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：ZnO薄膜是一種直接寬帶隙的半導(dǎo)體材料(室溫下禁帶寬度約為3.37 eV),具有環(huán)保、分布廣泛、抗輻射能力強等優(yōu)點。通過在薄膜中摻入Mg元素,MgZnO薄膜的禁帶寬度可在3.3 eV-7.8 eV范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。ZnO基薄膜材料的相關(guān)研究及其器件性能的優(yōu)化受到了人們的廣泛關(guān)注。本論文主要闡述ZnO基薄膜生長,ZnO基紫外光電探測器的制備,并從提升器件性能的角度出發(fā),生長高質(zhì)量的ZnO基薄膜和優(yōu)化紫外探測器結(jié)構(gòu)。主要研究工作如下:(1)利用射頻磁控濺射設(shè)備在石英襯底(Si O2)上制備了高質(zhì)量的ZnO基薄膜,研究了薄膜的結(jié)晶性和光學(xué)性能,在此基礎(chǔ)上制備了金屬-半導(dǎo)體-金屬(MSM)結(jié)構(gòu)的ZnO基紫外探測器,對器件的性能進行了測量和研究。(2)利用管式爐對MSM結(jié)構(gòu)的Mg0.2Zn0.8O紫外探測器進行退火,通過X射線衍射、紫外/可見吸收和透射光譜、響應(yīng)度光譜和I-V曲線等測量手段對樣品進行了性能表征。結(jié)果分析表明700°C可顯著提高Mg0.2Zn0.8O紫外探測器的響應(yīng)度。(3)利用射頻磁控濺射制備雙層薄膜結(jié)構(gòu)的紫外探測器,這種薄膜結(jié)構(gòu)完善了基礎(chǔ)物理理論,并實現(xiàn)了響應(yīng)度峰值的可控移動。(4)為了克服MSM結(jié)構(gòu)的較低響應(yīng)度和較高暗電流的缺陷,設(shè)計并制備了“三明治”結(jié)構(gòu)的ZnO紫外探測器,實現(xiàn)了降低暗電流的同時,響應(yīng)度增加了六十倍左右。
[Abstract]:ZnO thin film is a kind of semiconductor material with direct wide band gap (the band gap is about 3.37eV ~ (-1) at room temperature, which is environmentally friendly and widely distributed. By doping mg elements into MgZnO thin films, the bandgap of the films can be adjusted in the range of 3.3 eV-7.8 EV, and the optimization of the device properties has attracted much attention. In this paper, the preparation of ZnO based UV photodetectors is described. High quality ZnO based thin films and optimized UV detector structures were grown from the point of view of improving device performance. The main work is as follows: 1) High quality ZnO thin films were prepared on quartz substrate by radio frequency magnetron sputtering equipment (RF magnetron sputtering equipment). The crystallinity and optical properties of the thin films were studied. On the basis of this, ZnO based UV detectors with metal-semiconductor-metal structure were prepared. The properties of the device were measured and studied. (2) the Mg0.2Zn0.8O ultraviolet detector with MSM structure was annealed by tube furnace, and the X-ray diffraction, ultraviolet / visible absorption and transmission spectra were used. The responsivity spectra and I-V curves were used to characterize the properties of the samples. The results show that 700 擄C can significantly improve the responsivity of Mg0.2Zn0.8O UV detectors. In order to overcome the defects of lower responsivity and higher dark current of MSM structure, a sandwich structure ZnO UV detector is designed and fabricated. At the same time, the responsivity is increased by about 60 times while the dark current is reduced.
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN23

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本文編號：1593473