MSM结构ZnO紫外探测器的制备及光电性能研究
叉指电极阵列紫外探测器制备和特性研究
叉指电极阵列紫外探测器制备和特性研究紫外探测技术是继红外和激光探测技术之后发展起来的一项军民两用技术,已经在众多领域得到广泛应用和深入研究。
在军事领域,紫外探测器可用于导弹早期预警。
在民用领域,可利用紫外探测技术监控臭氧层的厚度,污染物的排放,探测各种高压电设施的电晕放电现象等。
目前人们对紫外探测器的研究大多集中在光敏材料上,而对器件结构研究较少。
MSM(Metal-Semiconductor-Metal)紫外探测器的电极结构不仅影响光的入射和吸收,同时还影响器件中电场的分布,因此不同电极结构将对紫外探测器的性能产生影响。
本文结合软件仿真与器件制备,分别研究不同电极结构对欧姆接触型和肖特基接触型MSM紫外探测器特性的影响。
研究工作的主要内容如下:1.利用ISE-TCAD软件对器件进行了仿真与优化,研究了叉指电极宽度以及指间间距对紫外探测器光/暗电流的影响。
利用泊松方程、载流子连续性方程、电流密度方程等半导体基本方程,建立了漂移扩散模型、复合模型等物理模型。
在此基础上使用ISE-TCAD器件仿真软件,分别探究了Al-ZnO-Al以及Au-ZnO-Au叉指电极结构的电极宽度与指间间距对器件光/暗电流的影响。
2.以硅片为衬底,利用磁控溅射、光刻等半导体工艺制备了不同结构参数的Al-ZnO-Al MSM紫外探测器。
研究电极结构对欧姆接触型MSM紫外探测器稳态电流电压特性、开关响应特性以及光谱响应特性的影响,并深入研究了影响器件开关特性的因素。
实验结果表明,Al与纯度为99.99%Zn0能形成理想的欧姆接触;器件的暗电流受叉指电极宽度的影响,而与电极间距无关;器件的光电流随电极间距的增加而增大;实验结果表明当叉指电极的宽度为200μm,指间宽度为600μm时,器件光/暗电流比最大达156;叉指电极的结构参数对紫外探测器的开关特性没有明显的影响。
实验制备的探测器的上升时间为56s,下降时间为141s。
此外器件对370nm 附近的紫外光具有最强的响应度。
MSM结构紫外探测器的研究
MSM结构紫外探测器的研究作者：郭明侯丽新邢淑芝韩颖来源：《现代交际》2014年第12期[摘要]金属-半导体-金属（MSM）结构探测器结构简单，可避免材料因高掺杂所带来的困难，简化了加工、制备的过程。
MSM型紫外探测器优点多：高增益、暗电流低、响应速率快、大带宽以及高灵敏度。
但MSM型探测器工作在偏压状态下，工作偏压决定了探测器耗尽区的范围，因此，探测器的特性参数与工作偏压有关。
本文主要从理论分析研究硅基MSM光电探测器结构原理及工艺特点。
[关键词]紫外光电探测器金属-半导体-金属[中图分类号]TN23 ;[文献标识码]A ;[文章编号]1009-5349（2014）12-0096-01近些年，紫外探测技术飞速发展，高性能紫外探测器的研究已经达到了白热化的程度。
紫外光电探测器被广泛应用于各个领域。
有紫外通信、光谱学、导弹预警、火灾监测与预警、线路监测等。
而随着科学技术的不断提升，单片高密度的光电集成是今后光学的一个主要发展方向。
其中，硅基MSM结构光电探测器具有易于制作、结构简单、响应波长覆盖了光通信波段、电容低，可作为光互连系统的高速光电响应器件。
一、MSM结构光电探测器工作原理在各种电子器件的制备过程中，要想实现器件与外电路的连接，最重要的是半导体与金属的接触。
通常，半导体与金属材料接触分为两种方式：第一是欧姆接触，第二是肖特基接触，其中的欧姆接触不能对电流进行整流，而肖特基接触对流过接触点的电流具有整流作用，类似p-n结。
根据半导体和金属接触方式的不同，MSM结构光电探测器可分为欧姆接触的光电导型探测器和肖特势垒光生伏特型光电探测器。
（一）欧姆接触不论是n型半导体还是p型半导体材料都存在较高的表面态，在与金属接触中都可以表现出具有整流的特点，接触性质不受金属的功函数的影响，因此，与半导体之间形成欧姆接触不能用选择金属材料的方法。
从理论上看，半导体材料的复合中心可以通过材料表面缺陷得到，利用表面耗尽区的复合作用近似形成欧姆接触，但在实际欧姆接触器件的制备中，多是利用隧道效应来形成欧姆接触，这是高掺杂半导体与金属接触后发生的现象，当金属与半导体接触时，可在接触表面形成势垒区，半导体掺杂浓度越高会使势垒变的越薄，半导体内能量低于势垒高度的电子也可能穿过势垒进入到金属中，会形成较大的隧道电流。
《纳米棒状ZnO自组装结构的制备及其光电性能研究》范文
《纳米棒状ZnO自组装结构的制备及其光电性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的发展，ZnO纳米材料因其优异的物理和化学性质，如高激子结合能、高电子迁移率等，被广泛应用于光电器件、生物传感器、光催化剂等领域。
本文以纳米棒状ZnO自组装结构为研究对象，探讨了其制备方法及光电性能，旨在为ZnO纳米材料的应用提供理论依据。
二、制备方法1. 材料选择与准备本实验选用高纯度的ZnO粉末作为原料，通过溶胶-凝胶法进行制备。
此外，还需准备乙醇、去离子水、表面活性剂等辅助材料。
2. 制备过程首先，将ZnO粉末溶解在乙醇中，形成均匀的溶液。
然后，加入表面活性剂，在搅拌条件下使溶液形成溶胶。
接着，将溶胶置于适当的温度下进行凝胶化处理，使ZnO纳米棒自组装形成结构。
最后，对所得产物进行清洗、干燥，得到纳米棒状ZnO自组装结构。
三、结构与形貌分析1. 结构分析通过X射线衍射（XRD）对制备的纳米棒状ZnO自组装结构进行物相分析，结果表明，所得产物为六方纤锌矿结构的ZnO。
2. 形貌分析利用扫描电子显微镜（SEM）对样品进行形貌观察，发现ZnO纳米棒呈规则的棒状结构，且自组装形成紧密的结构。
此外，通过透射电子显微镜（TEM）对纳米棒的微观结构进行进一步观察，发现其具有较高的结晶度和良好的分散性。
四、光电性能研究1. 紫外-可见吸收光谱分析通过紫外-可见吸收光谱测试，发现纳米棒状ZnO自组装结构在紫外区域具有较高的光吸收能力。
此外，通过对光谱数据的分析，可以得到其禁带宽度等光电性能参数。
2. 光致发光性能研究光致发光性能是评价半导体材料光学性能的重要指标。
通过光致发光光谱测试，发现纳米棒状ZnO自组装结构具有较好的光致发光性能，发光峰位明确，半峰宽较窄。
这表明其具有较高的光学质量和较好的结晶度。
3. 电学性能研究通过电学性能测试，发现纳米棒状ZnO自组装结构具有较高的电子迁移率和较低的电阻率。
这些电学性能参数对于评估其在光电器件中的应用具有重要意义。
ZnMgO紫外探测器研究现状
ZnMgO紫外探测器研究现状1 引言ZnO是一种直接宽带隙的半导体材料（禁带宽度为3.37 eV），在室温下有很高的激子束缚能（60 meV），外延生长温度低，抗辐射能力强。
通过Mg的掺入可实现禁带宽度从3.3 eV 到7.8 eV可调的ZnMgO合金，ZnMgO作为优良的紫外光电材料在光电系统中有着广泛的应用，像LED、光探测器和太阳能电池等，特别是紫外光探测器方面的应用。
紫外探测器广泛用于矿井可燃气体和汽车尾气的监测、固体燃料成分分析、环境污染监测、细胞癌变分析、DNA 测试、准分子激光器检测等领域。
在军事上可用于导弹跟踪、火箭发射、飞行器制导以及生化武器的探测。
在现实生活中，用于火灾监测、紫外通信以及紫外线辐射的测量。
随着紫外线的广泛应用，紫外探测器在环保、医学、军事等领域将得到更广泛的应用。
作为一种宽禁带半导体材料，ZnMgO近年来受到了研究人员的广泛关注。
2 ZnMgO紫外光探测器的研究进展ZnMgO薄膜材料生长和紫外探测器的研究主要有美国、日本，印度、南韩等国家，薄膜生长方法以脉冲激光沉积（PLD），分子束外延（MBE），金属有机化学气相沉积（MOCVD），和磁控溅射等为主。
自1998年日本东京技术研究所用PLD方法在蓝宝石（0001）衬底上生长出了Mg组分达0.33的ZnMgO单晶薄膜之后，高Mg组分的ZnMgO薄膜材料生长和紫外探测器研究引起了人们的极大兴趣。
美国北卡罗那州大学，马里兰大学都相继报道了ZnMgO薄膜的生长及光学特性研究；南韩Pohang科技大学采用MOCVD方法在蓝宝石衬底上生长了Mg组分（0-0.49）连续可调的ZnMgO薄膜，并有X-射线衍射（XRD）谱表明未发生结构分相。
这些结果已远远超过平衡态下Mg在ZnO中的固溶度值≤4％。
以上ZnMgO薄膜大都是在单晶衬底和较高的衬底温度（350－750℃）上生长，而日本Ritsumeikan大学和印度德里大学均采用磁控溅射方法，在不加热的硅和石英衬底上生长出了Mg组分0.42和0.46的ZnMgO薄膜，结果表明薄膜仍未发生结构分相。
MSM光电探测器及其高频特性研究的开题报告
MSM光电探测器及其高频特性研究的开题报告一、选题背景MSM光电探测器是一种非常重要的光电传感器，能够将光信号转化为电信号。
由于其快速响应速度、良好的线性度、以及高探测效率等特点，MSM光电探测器在光通信、光纤传感等领域具有广泛的应用前景。
然而，目前对于MSM光电探测器的高频特性研究还不够深入，因此有必要进行更深入的研究，以进一步提升其应用性能。
二、研究目的本研究的目的是通过对MSM光电探测器的高频特性进行研究，了解其在高频条件下的性能表现，同时分析其可能的影响因素，并提出一些优化措施，以进一步提升MSM光电探测器的应用性能。
三、研究内容1. MSM光电探测器的工作原理及基本结构分析；2. MSM光电探测器的高频特性测试方法和策略；3. MSM光电探测器在高频条件下的响应特性研究，并分析高频条件下可能的影响因素；4. 优化措施研究，以进一步提升MSM光电探测器在高频条件下的性能。
四、拟采取的方法本研究采用实验研究方法，通过合理的样品制备和高频测试，对MSM光电探测器在高频条件下的性能进行测试和分析，同时结合理论模型建立和仿真分析。
五、研究意义本研究旨在探索MSM光电探测器在高频条件下的性能表现及其相关影响因素，为提高该领域的研究水平、促进光电器件技术的发展、提高光电传感器的应用性能等方面提供必要的理论和实验依据。
六、研究进度安排1. 2022年 1-2月：确定研究方向和目的，并完成前期资料查阅和综述撰写；2. 2022年 3-4月：制备MSM光电探测器样品，并进行高频特性测试；3. 2022年 5-6月：对测试结果进行分析和总结，完成相关数据处理和性能评价；4. 2022年 7-8月：针对可能存在的问题，提出优化措施并制定实现方案；5. 2022年 9-10月：完成模拟仿真分析，并与实验数据进行对比和验证；6. 2022年 11-12月：完成研究报告，撰写论文，并准备展示演讲材料。
七、预期成果1. 得出MSM光电探测器在高频条件下的性能表现及可能存在的影响因素；2. 提出一系列优化措施和方案，以进一步提高MSM光电探测器在高频条件下的应用性能；3. 完成相关研究报告和论文，并准备展示演讲材料。
热退火对氮铝镓MSM结构紫外光电探测器性能的影响
１ 实 验
本实验分别采用三 甲基镓（ＭＧ ） Ｔ ａ和三 甲基铝 （ＭＡ ） Ｔ １ 作为 Ｇ 源和 Ａ 源 ，载气选用 （ ９ ９％ ） ａ ｌ ９． ９ ９
ｔ ｏ ｒ ｐ ｙ ａ ｄ ｗｅ ｔ ｈ ｎ ｔ ｏ ｓ Ｔ ｅｒ ｓ ｏ ｓ ｉ ａ ｅ ｎ ｅ ｈ ｃ ｄ ｌ ｇ ｌ ｙ ａ ｎ ａ ｉｇ ａ ｉ ｅ ｅ ｔ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｈ ｇ ａ ｈ ｔ ｃ ｉｇ ｍｅｈ ｄ ． ｈ ｅ ｐ ｎ ｉ ｔ ｈ ｓ ｅ ｎ ａ ｅ ｅｙ ｂ ｎ ｅ ｌ ｔ ｆ ｒ ｎ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｓ Ｎ２ ｎ ｅ ｖｙ ｂ ｎ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｎ ｉ
图 ２ 不 同退 火 温 度 下 Ａｏ Ｇａ ＮＭＳ Ｉ５ ｏｓ Ｍ ２ ７
结构紫外光 电探测器暗电流 Ｉ － Ｖ特性 曲线
Ｆｇ２ Ｉ ｃ ｒ ｅ ｔ ｉｅ ｅ ｔ ｎ ｅ ｌ ｇ ｔｍ ｐ ａ ｕ ｅｏ ｉ． － ｕ ｖ ｓａ ｆ ｒ ｎ ｎ ａｉ Ｖ ｄｆ ａ ｎ ｅ ｅｒｔ ｒ ｆ ｔ ｅＡＩｓ ｏ５ ｈ ｏ Ｇａ Ｎ ＭＳＭ ｈ ｔ ｄ ｔｃｏｒｎｄ ｒ ２ ７ ｐ ｏｏ ｅｅ ｔ ａ ｋ ｉ
第 ２期
邢大林 ， ：热退火对氮铝镓 ＭＳ 结构紫外光电探测器性 能的影响 等 Ｍ
１５ ５
通过对Ａ ａｘ １ 。 Ｇ ． Ｎ探测器进行热退火处理的办法 ，降 低其暗电流并对退火条件下器件的其它 参数进行了
分析 。
以改善金属 电极与薄膜的接触 ，当然同时也可以提
MSM探测器的研究综述
MSM探测器的研究综述莫秋燕;吴家隐【摘要】光探测器是光纤通信系统的重要组成部分。
金属-半导体-金属光电探测器(metal-semicondctor-metal photodetector, MSM-PD)具有寄生电容低，响应波长可覆盖光通信1300-1550nm的低损耗窗口波段等优点。
在制作工艺方面，MSM-PD结构简单，易于制作，从晶体生长到器件制作的整个过程与FET兼容。
因此，MSM-PD已成为光电子集成电路、高速光纤通信系统的高响应光电器件领域的重要研究对象。
简要介绍了MSM光探测器的技术概况，分析了MSM-PD的基本原理和性能参数，并论述了MSM探测器的发展趋势。
【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】1页(P65-65)【关键词】MSM光探测器;肖特基;材料;暗电流【作者】莫秋燕;吴家隐【作者单位】凯里学院物理与电子工程学院，贵州凯里 556011;中国电信股份有限公司广东研究院，广东广州 510630【正文语种】中文1971年,美国的S.M.Sze等首先提出平面型的金属-半导体-金属(MSM)结构的概念,并研制出硅上的MSM结构器件。
1985年,德国半导体电子研究所率先将MSM 的概念应用到光电探测器上,发明了用叉指做电极,叉指间隙做光敏面的横向结构叉指状电极的肖特基光电二极管,研制出第一个CaAs MSM-PD。
目前,MSM-PD材料研究的主要方向包括Si、SiGe、GaAs、InP及GaN等。
研究发现,III-V族元素(如GaAs、InP等)的禁带宽度对应的响应波长范围涵盖了通信等应用领域,且用III-V族元素研制的MSM-PD与GaAs/InP的单片集成电路在制作工艺有很好的兼容,所以是在光电集成器件中应用广泛。
从光探测器工作原理上,光电探测器可以归类为MSM-PD、PIN-PD、APD-PD等。
PIN-PD响应速度较慢,而APD-PD具有需要稳定的高偏压,且倍增系数受温度影响大等缺点。
GaN基MSM结构紫外探测器及其研究发展
产经本文主要介绍了G aN基紫外探测器，尤其是G aN基金属一半导体～金属(M s M)结构紫外探测器的工作机制、结构、特点及其应用，并且对G aN基M sM结构紫外探测器的研究进展进行回顾，并对目前较为热门的紫外焦平面阵列探测器的研究进展进行简单的介绍。
G a N基M S M结构紫外探测器及其研究发展■天津工业大学信息与通信工程学院郭俊良于莉媛紫外探测器在军事和民用方面均有很高的应用价值。
军事上，紫外探测技术可用于导弹制导、导弹预警、紫外通信等领域，这些已引起军方的高度重视。
紫外探测技术在民用领域巾，可用于紫外树脂同化、燃烧工程及紫外水净化处理巾的紫外线测量、火焰探测等非常广泛的领域。
冈此，世界各国把紫外探测技术列为当今研究开发的苣点课题。
紫外波段波长范同在200～400nm。
分为i部分：U V A320—400nm、U V B290—320nm和U V C2()()一290nm。
地球表面附近最大的紫外光源是太阳。
南于臭氧等大气气体的强烈吸收作用和部分散射作用，波长在280nm以下的紫外线几乎不能到达地球表面，冈此，2()0～280nm波段的紫外光义称为太阳盲紫外或日肓紫外(SoIar B l i nd)。
众所周知。
人们需要一定量的太阳紫外线辐照。
但是U vB波段的过量照射会引起皮肤反应甚至病变。
不同波段的紫外线，对人体的危害程度不同，损害程度与波长的父系称作红斑曲线。
天气预报巾紫外指数的定义与红斑曲线和太阳光谱有着紧密的关系。
目前美围已经有用ca N基紫外探测器制备的太阳紫外指数手表。
如果紫外告警系统将响应波段置于日肓波段，由于没有自然电气技贰2008年第6期光辐照，背景噪声很小，虚警率可以大幅降低。
美国研制的紫外型导弹逼近告警系统(M A w S)就采用了工作于日盲区的光电倍增管为探测器。
有文献预测，随着同体紫外探测器的发展，这种告警系统将采用多元或面阵器件。
目前，主要投入使用的仍然是硅基紫外光电管和光电倍增管。
基于三明治结构的ZnO 紫外光电探测器
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ａｎｄ ａｖｏｉｄ ｔｈｅ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｕｐｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｃｉｄｅｎｔ ｌｉｇｈｔ.
光电探测器响应度在 ５ Ｖ 偏压下达到了 ０. ０５ Ａ / Ｗꎬ暗电流为 １. ４４ × １０ － ５ Ａꎬ器件的整体性相比较传统单层
ＺｎＯ 紫外光电探测器得到了明显的改善ꎮ 这主要归因于金属与半导体接触的耗尽区可以直接吸收入射光ꎬ提
高了入射光的吸收效率ꎬ避免了传统上层电极对入射光的遮蔽作用ꎮ
关 键 词: 三明治结构ꎻ ＺｎＯ 紫外光电探测器ꎻ 响应度
中图分类号: Ｏ４７２. ８ 文献标识码: Ａ ＤＯＩ: １０. ３７１８８ / ｆｇｘｂ２０２０４１０９. １１５３
ＺｎＯ ＵＶ Ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｓａｎｄｗｉｃｈ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ＹＡＮＧ Ｑｉａｏ￣ｃｈｕ ∗ ꎬ ＳＵＮ Ｈｅ￣ｙａｎｇꎬ ＺＨＡＮＧ Ｆｕ￣ｌｏｎｇꎬ ＷＡＮＧ Ｔｉａｎ￣ｓｈｕ
( Ｎａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｌｏｃａｌ Ｊｏｉｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｓｐａｃｅ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ
内科大2014网络信息检索试题
2014《网络资源与信息检索》试题（满分70分）一、根据课程所学内容完成以下填空（每空2分，共40分）：用外网检索不要用镜像。
1、写出我校图书馆订购的两个英文参考数据库（Ei和SCI ）。
2 在我馆的馆藏纸质图书文献中，题名包含“思想政治”的图书，共有结果（104 ）条其中由刘玉瑛著编写的典藏于（A区502 室22 排1列 4层）。
3、在超星数字图书馆中，查找到书名有“考研”并且主题词含有“英语”的2008年以后出版的图书有（ 56 ）种。
4、在中国知网CNKI期刊数据库中，检索刊名（包含曾用名）带有“自动化”的期刊有（56 ）种，其中《机器人》杂志的曾用刊名为（国外自动化）。
5、《CNKI---中国期刊全文数据库》中模糊检索主题包含“世界读书日”并且同时包括“图书馆”的期刊论文，其中发表相关论文最多的年份是（2013），其中发表在《图书馆杂志》的期刊论文有（7）条。
6.对于选定的课题“浅谈数字技术在工业电气自动化中的应用与创新”，应该制定的检索关键词为（数字技术电气自动化）。
7、在维普中检索，同时在题名和关键词中包含“思想政治”并且发表于2012-2014的核心期刊论文有相关记录共（2123 ）条。
考虑到检索结果过多（过少）可以考虑通过（增加and的限制概念，用not限制不相关文献的输出）的途径来调整检索结果的。
8、维普二次检索中的在结果中去除，相当于逻辑运算中的（非）运算。
9、在EI中的专家检索时，atuostemming off 默认方式是（全字段检索）。
10请在CNKI期刊数据库中检索出年内蒙古科技大学发表的“国家自然科学基金”支持的论文有（ 919 ）篇。
11在ELSEVIER数据库有三种分类浏览方式，分别是按字母、按学科和按（期刊名）浏览。
12|图书馆所藏纸本图书后附有的光盘可以到图书馆自建的（内蒙古科技大学非书资源管理系统）数据库下载浏览。
13.在我馆可以看到有关《涉外礼仪》视频的数据库是（万方学术视频数据库）。
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第 ３期
ＭＳ 结构 Ｚ Ｏ紫外 探 测器 的制 备及 光 电性 能研究 Ｍ ｎ
《基 ＼ｌ ０ Ｊ ０ ｕＪ ０ 芑
６ ５
通过 对 以上数 据线 性拟 合分 析得 到 了 以下线性
方程 ：
退 火 后 ： ＝ 一 ．０ ７ ， ３ ７４ ６×１ 一 ６ ２ ７ １× ０ ０ ＋ ．６ ８ １ 一Ｖ
种 短 程地对 空 、 对 空 导 弹 的攻 击 。相 比其 它 探 测 空
技术 ， 紫外 探测 具 有虚 警 率 低 、 隐蔽 性 高 、 需 低 温 无 冷 却 和扫描 、 积小 、 量 轻 等 独 特 优 势 Ｊ 已成 为 体 质 ， 装 备量 最大 的 导 弹逼 近 告 警 系 统之 一 。另 外 ， 民 在 用 领域 ， 紫外 探测 器 可 广 泛 应 用 于可 燃 气 体 和 汽 车
具 有极 高 的军 事 价值 ． 。仅 就 光 电对 抗 而 言 ， ２ Ｊ 随
对红 外 和可 见 光 都 不 敏 感 。这 使 得 Ｚ Ｏ成 为 光 电 ｎ
探测 器 、 光 二 极 管 （ Ｄ） 蓝 紫 光 发 光 二 极 管 激 Ｌ 和
（ Ｅ 等 光 电子器 件 的首 选 材 料之 一 ， Ｌ Ｄ） 尤其 易 于实 现高 性能 的紫 外探 测器 ¨Ｉ 。 ｌ ］
刘 大 博
（ 北京航空材料研究 院 ， 北京 １０９ ） ０ ０ ５ 摘要 ： 采用磁 控溅 射方法 ， 在石英衬底上 制备了光 电性 能优 良的 Ｚ Ｏ紫外探测 器 。通过 紫外光 电性能测 试 、 ｎ 扫描
电子显微镜 （ Ｅ 观察 及 ｘ射线衍射 （ Ｒ 分析 ， Ｓ Ｍ） Ｘ Ｄ） 研究 了 Ｚ Ｏ紫外探测 器的光 电特性 。结 果表 明 ： ｎ 探测器 的光 电
研 究 了 Ｚ Ｏ紫外 探测 器 的紫外 光 电特性 。 ｎ
体 材料 ， 制备 了 Ｇ Ｎ基 、 刚石 基 、ｉ 、ｎ ａ 金 ＳＣ基 Ｚ Ｏ基 等
多 种半 导体 型紫 外探 测 器 ， 其 均 因 自身 的局 限 性 但
而 尚未 达 到应 用 程 度
。其 中 ，ｎ Ｚ Ｏ是 一 种 新 型
由 Ｒ＝ｄ Ｉ可 知 ， 测 器 退 火 前 的光 电 阻 为 Ｗｄ 探 ３ ９ ｋ ．退 火后 的光 电阻为 ３ ３ ｋ 退 火在 一 定 程 ． １Ｄ， ． ３ Ｑ，
度上 减小 了探 测 器 的光 电阻 ， 高 了其光 电流 ， 不 提 但 明显 。另外 ， 退火 前 后 探 测 器 的光 电流 均 高 出暗 电
图 ７ Ｚ Ｏ紫外探测器不 同光辐照强度下 的时间响应 曲线 ｎ
Ｆ ｇ ７ Ｔ ｍｐ ｒ ｌｒ ｓ ｏ ｓ ｆＺ Ｏ ＵＶ ｄ ｔ ｃｏ ｎ ｅ ｉ ． ｅ ｏ ａ ｅ ｐ ｎ ｅ ｏ ｎ ｅ ｅ ｔ ｒｕ ｄ ｒ
ｄｉ ｅ ｅ ｌｕ ｉａ ｉｎ ｉｔ ｎ ｉ ｆ ｒｎｔｉ ｍ ｎ ｔｏ ｎ ｅ ｓｔ ｆ ｌ ｙ
（） ３
退 火 处 理 能 在 一 定 程 度 上 减 少 Ｚ Ｏ 薄 膜 的 晶 ｎ 格 应变 ， 降低 其 晶 界 间 的势 垒 ， 少 位 错 、 减 晶界 等 缺 陷的数 量 ， Ｚ Ｏ薄 膜 的 晶体 质 量得 到 提 高 。 因此 使 ｎ
退 火后 薄 膜 的 电阻 相 对 较 小 ， 电 流 较 大 。但 是 ， 光
着 红外 对抗 与 反对 抗 技 术 的成 熟 和完 善 ， 外 对 抗 紫
与反 对抗 技术 日益受 到军 方 的关 注 。紫外探 测器 能
在 微 弱 的紫外 辐射背 景 下轻 易探测 到导 弹 羽烟 的紫 外 辐射 及其 中组分 产 生 的 化学 荧 光 辐 射 ， 定 导 弹 确 来 袭方 向并 发 出警 报 ， 高 效 保 护 己方 飞机 免 受 各 可
控 溅射 工艺 在石 英衬 底 上生 长 Ｚ Ｏ薄膜 ， 制 备 了 ｎ 并
析 及 Ｄ Ａ测试 等 ， Ｎ 具有诱 人 的应 用前 景 和巨大 的
发 展潜 力 。 近 年来 ， 内外 研 究 人员 相 继 研 究 了 多种 半 导 国
金 属一 半导 体 ． 属 （ Ｍ） 构 Ｚ Ｏ紫 外 探 测 器 ， 金 ＭＳ 结 ｎ 探 索 了 Ｚ Ｏ薄膜微 观结 构对 探 测 器 光 电性 能 的影 响 ， ｎ
未３ 达 到 稳０ 值 。可０ ， 能 ２ ● 定 ｎ 之 见 制备 的 Ｚ Ｏ 紫 外 探 测 器 ， 退 火处 理反 而 降低 了其光 电性 能 ， 因此 ， 下文 研究 中 均 采用 未退 火样 品。
（） ２ 未退 火 ： ＝１ ８ ６ １×１ 。 ＋ ． ２ ， ．８７ ０ ３ ７ ４×１ ４ ０ＩＶ
１ ０
图 ５ 光照条件下 Ｚ Ｏ紫外探测器的 ， ｎ ＿ 特性
Ｆｉ． ＩＶ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｆＺｎ ＵＶ ｇ５ － ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｓｏ Ｏ ｄ ｔｃ ｏ ｔ ｌｕ ｉａ ｉｎ ｅ ｅ ｔｒ ｗｉｈ ｉ ｍ ｎ ｔｏ ｌ
图 ６ Ｚ Ｏ探 测 器 的时 间 响应 曲线 ｎ
１ 实 验 方 法
１ １ 实验材 料及 试剂 ．
宽带 隙半 导 体 材 料 ， 温 下 禁 带 宽度 为 ３ ３ ｅ 激 室 ．７ Ｖ， 子 复合 能高 达 ６ ｍ Ｖ＿ 。与 其 它 宽 带 隙 材料 相 比 ， ０ｅ ９ ｊ
Ｚ Ｏ薄 膜具 有较 低 的 电子 诱生 缺 陷 、 膜性 强 、 延 ｎ 成 外 Ｚ ｎ靶 ， 纯度 为 ９ ． ９ ， ９ ９ ％ 尺寸 为 ￣ ０ ｂ ｍｍ × ｍ ６ ３ ｍ； Ａ 靶 ， 度 为 ９ ． ９ ， 寸 为 ￣ ０ ｍ ×３ ｇ 纯 ９ ９％ 尺 ｂ ｍ ６ ｍｍ； 丙 酮， 去离 子水 ， 电导 率 ＜１ ２ ｔ ／ ｍ； 英 衬 底 ， 寸 ． Ｓ ｃ 石 ｘ 尺 为 １ ｍｍ×８ ｍ×１ ｍ， 次经 丙酮 ， 离子水 ， 酮 ０ ａ ｒ ｍ 依 去 丙
由 Ｒ ＝ｄ ｄ Ｗ Ｉ可 知 ， 火 前 探 测 器 的 暗 电 阻 为 退
２ ６ ＭＱ， 火 后 暗 电 阻 为 １ ５ ＭＱ。结 果 表 明 ， ．９ 退 ．９ 退
Ｚ Ｏ薄膜 中 的施 主浓度 ， ｎ 即氧空位 及锌 填 隙 的浓度 ，
在退 火 之后 会 有 所 增 加 。 由于 在 退 火 过 程 中 ， ｎ ＺＯ 薄膜 表 面原 子 的蒸 发 速率 会 得 到 一 定 程 度 的 提 高 ，
流 近 三个 数 量 级 。经 计 算 ， Ｖ偏 压 下 ， ｎ ３ Ｚ Ｏ紫 外 探 测器 退火 前后 的响应度 分别 为 ４ ７ Ａ Ｗ 和 ５ ３ Ａ ．１ ／ ．４ ／ ｗ。结果 表 明 ， 制 备 的 ＭＳ 结 构 Ｚ Ｏ紫 外 探 测 所 Ｍ ｎ 器 的灵敏 度较 高 ， 到 了光 电 导型 探 测 器 对 高 暗 电 达 图 ７是 ＭＳ Ｍ结 构 Ｚ Ｏ紫 外探 测 器 在 不 同光 辐 ｎ 照 强度 下 的紫 外 光 响应 ， 加 偏 压 均 为 ３ 所 Ｖ。可 见 ， 上 升及 衰 减 驰 豫 时 间均 随光 辐 照 强 度 的增 大 而 增
生长 温度 低 、 电特 性 优 良、 定性 高 、 料廉 价 易 光 稳 原 得 等 优势 ¨ 并且 其 对 应 的截 止 波 长 约 为 ３５ｎ ， ６ ｍ，
超 声清洗经
１ ２ Ｚ Ｏ 紫外 探测 器 的制备 ． ｎ
采用 沈 阳科 仪 ＦＬ ６ Ｊ５０型 超 高 真 空 磁 控 溅 射 装
火 处 理显 著减 小 了 Ｚ Ｏ基紫 外探 测器 的暗 电阻 。 ｎ 探测 器在 光照 条件 下退 火 前后 的 ， － 性 对 比 特 由图 ５给 出 ， 可见 ， 电流 均 与 偏 压 均 呈 较 好 的线 光
表 面吸 附 的氧原 子 比锌原 子更 容易 从薄 膜 的表面脱 附。退 火处 理使 薄 膜 中 氧 的含 量 相 对 减 少 ， 即增 加 了氧空 位 的浓度 。氧 空 位 及 锌 填 隙 等缺 陷 的存 在将 成 为载 流子 的复合 或 捕 获 中心 ， 长 了光 响 应 延
尾 气 的监测 、 火灾 监 测 、 环境 污 染 监 测 、 胞 癌 变 分 细
底 ， 用简单 易控 的薄 膜 制 备 方 法 生 长较 高 质 量 的 利 Ｚ Ｏ 薄膜 ， 于实 现 Ｚ Ｏ紫 外 探测 器 的应 用具 有 重 ｎ 对 ｎ
要意义。
本 研究 在 前期 的研 究 基础 上 ， 用简 单 的磁 采
第 ３ ２卷 第 ３期
２１ ０ ２年 ６月
航
空
材
料
学
报
Ｖｏ． ２．Ｎｏ ３ １３ ．
Ｊ ＯＵＲＮ Ｆ ＡＥＲＯ ＡＬ Ｏ ＮＡＵＴ Ｃ ＴＥ ＡＬ Ｉ ＡＬ ＭＡ ＲＩ Ｓ
Ｊｎ ２ １ ｕｅ ０２
ＭＳ 结构 Ｚ Ｏ 紫 外 探 测 器 的 制备 及 光 电性 能 研 究 Ｍ ｎ
收稿 日期 ： ０ １１ － ；修订 日期 ： ０ １１ —０ ２ １ ．１ ７ ０ ２ １—２１
作 者简介 ： 刘大博 （９ ９ ） 男 ， 士 ， １６ 一 ， 硕 高级工程 师 ， 主要 从事
新 型功 能 材 料 的研 究 ， Ｅｍ ｉ ｌ ｄｂ６０ ｙｈｏｃｍ ｃ 。 （ — ａ ）ｉ ａｏ０ ＠ ａｏ．ｏ ．ａ ｌ ｕ
流高 出暗 电流近 ３个数量级 ， 紫外波段的光响应高 出可见 光波段近 ２个 数量级 ， 制备 Ｚ Ｏ紫 外探测 器达 到了高 所 ｎ 辐射灵敏度和可见盲特性 的要求 。
关键词 ： ｎ Ｚ Ｏ薄膜 ； 紫外探 测器 ； Ｍ 结构 ； 电性 能 ＭＳ 光
Ｄ ：０ ３ ６ ／． ｓ ． ０ ５５ ５ ． ０ ２ ３ ０ １ ＯＩ １ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １０ －０ ３ ２ １ ． ． １ ｓ
的上升 或衰 减驰 豫 时间 。
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性 关 系 ， 火前 后 ， 曲线 的斜 率差 别 不 大 ， 火后 退 － 退 探 测 器 的光 电流 略有增 加 ， 不 如 暗电流增 加 明显 。 但