發(fā)布時間：2021-03-26 08:43

　　ZnO是一種直接帶隙半導(dǎo)體材料,通過摻雜Mg元素可以獲得MgZn O三元合金,實(shí)現(xiàn)帶隙在3.3-7.8 eV之間可調(diào)。針對Zn O基MSM結(jié)構(gòu)紫外光電探測器光吸收率較低等問題,本文首先對ZnO薄膜參數(shù)進(jìn)行調(diào)控,設(shè)計出ZnO/Au/ZnO三明治結(jié)構(gòu)紫外光電探測器,在此基礎(chǔ)上引入MgZnO材料設(shè)計出Mg_0.2Zn_0.8O/Au/ZnO和Mg_0.5Zn_0.5O/Au/ZnO三明治結(jié)構(gòu)紫外光電探測器,實(shí)現(xiàn)對紫外可見波段以及日盲波段的探測,并對三明治結(jié)構(gòu)器件性能進(jìn)行系統(tǒng)表征。主要研究成果如下:（1）從增加器件對光的吸收入手,創(chuàng)新性的設(shè)計了三明治結(jié)構(gòu)ZnO/Au/ZnO（300nm）紫外光電探測器。調(diào)控Au電極厚度,發(fā)現(xiàn)Au電極厚度為20 nm時,5 V偏壓下ZnO/Au/ZnO（300 nm）器件的響應(yīng)度為9.76 A/W。在此基礎(chǔ)上,對ZnO（S₁）薄膜進(jìn)行熱退火處理,達(dá)到優(yōu)化三明治結(jié)構(gòu)器件性能的目的。當(dāng)退火溫度為700℃時,5 V偏壓下ZnO（S₁）/Au/Zn... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)MSM結(jié)構(gòu)和三明治結(jié)構(gòu)對比圖

第一章緒論31.3ZnO基紫外光電探測器的研究現(xiàn)狀目前關(guān)于ZnO基紫外光電探測器的主要研究方向包括p型ZnO的制備[21,22]，為增加ZnO基紫外光電探測器的實(shí)用性使用導(dǎo)電襯底、柔性襯底[23]，提高探測器靈敏度引入ZnO納米材料等等[24,25]，但最為突出的是和MgZnO材料相結(jié)合。由于MgZnO材料可對可見盲波段和整個日盲波段(200-280nm)的紫外光進(jìn)行探測，MgZnO材料逐漸成為研究熱點(diǎn)。2011年WuCZ等人通過磁控濺射裝置在玻璃襯底上生長了Mg0.24Zn0.76O薄膜，蒸鍍Ti/Au電極，制備成MSM結(jié)構(gòu)器件，Mg0.24Zn0.76O薄膜和Ti/Au電極形成歐姆接觸，器件具有較低的暗電流，如圖1.2所示[26]。圖1.2Mg0.24Zn0.76O器件的I-V曲線(a)暗電流(b)光電流2012年XieXH等人研究了一種基于MgZnO/i-MgO/p-Si雙異質(zhì)結(jié)的雙色紫外光電探測器。該裝置在在太陽盲區(qū)(250nm)和可見光盲區(qū)(約330nm)表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢響應(yīng)。利用該結(jié)構(gòu)的能帶圖如圖1.3所示，解釋能夠進(jìn)行雙色檢測是由立方MgO和六方MgZnO的價帶偏移引起的[27]。

第一章緒論4圖1.3MgZnO/i-MgO/p-Si能譜圖2013年，LuCY等人在襯底上利用PAMBE法生長一層MgO薄膜，隨后外延出立方相的MgZnO薄膜[28]。2014年SchoenfeldWV等人利用分子束外延方法在在藍(lán)寶石襯底上生長出了高質(zhì)量的Mg0.46Zn0.54O薄膜，并制備出MSM結(jié)構(gòu)的太陽盲波段紫外光電探測器，如圖1.4所示，在5V偏壓下，探測器在225nm處的響應(yīng)達(dá)到201A/W[29]。圖1.4Mg0.46Zn0.54OMSM結(jié)構(gòu)響應(yīng)度圖譜2015年HwangJD等人研究了700-900℃退火溫度對MgZnO薄膜的影響，結(jié)果表明，隨著退火溫度的升高，Mg原子的含量增加，從圖可以看出衍射峰逐漸紅移，如圖1.5所示。900℃退火時，Mg含量測定為49.2at%。然而，在這樣的高溫退火處理下，MgZnO薄膜中并沒有發(fā)生立方相的MgZnO偏析，說明射頻濺射生長的MgZnO薄膜是相當(dāng)穩(wěn)定的。高溫(900℃)退火使MgZnO膜致密，晶粒間隙更小，相比于低溫

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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