MgZnO紫外光电探测器研究

发布时间:2018-05-24 23:08

  本文选题:射频磁控溅射 + MgZnO薄膜 ; 参考:《长春理工大学》2017年博士论文


【摘要】:MgZnO半导体材料因具有较宽的光学带隙调节范围(3.3 eV~7.8 eV)、晶格匹配的单晶衬底、较低的制备温度、资源丰富、较强的抗辐射能力,以及无环境污染等优点,使得该半导体材料在紫外光电探测器方面有着广阔的应用前景。本论文通过射频磁控溅射技术制备高质量MgZnO薄膜,采用紫外曝光和湿法刻蚀的方法制备MSM结构的MgZnO紫外光电探测器,主要研究工作如下:(1)利用射频磁控溅射设备在石英衬底上溅射生长了高质量的不同组分的MgZnO半导体薄膜,实现了MgZnO薄膜带隙从可见盲到日盲波段的连续可调,其中采用分段法生长了Mg组分为60%的Mg_(0.60)Zn_(0.40)O立方相薄膜。系统的研究了薄膜的结晶性和光学性能,并详细分析了MgZnO薄膜中Mg的含量与其光学性质的关系。(2)利用紫外曝光和湿法刻蚀的方法实现了MSM结构不同Mg组分的MgZnO紫外光电探测器。系统的分析了信号电阻对ZnO紫外光电探测器的影响,以及从势垒高度角度分析了Mg_(0.20)Zn_(0.80)O与Mg_(0.42)Zn_(0.58)O紫外光电探测器响应度的差异。实现了采用分段法生长制备得到的Mg_(0.60)Zn_(0.40)O日盲光电探测器,并对其性能进行了系统的分析。(3)通过调节插指电极间的距离,进而达到改变耗尽层宽度的目的,实现了对MSM结构MgZnO紫外光电探测器响应度和暗电流的同时调控,并从金属-半导体接触的物理机制方面给以深入的分析。
[Abstract]:MgZnO semiconductor materials have the advantages of wide optical bandgap adjustment range (3.3 eV~7.8 EV), lattice matching single crystal substrates, low preparation temperature, rich resources, strong radiation resistance and no environmental pollution. The semiconductor material has a broad application prospect in UV photodetectors. In this paper, MgZnO thin films with high quality were prepared by RF magnetron sputtering, and MgZnO photodetectors with MSM structure were fabricated by UV exposure and wet etching. The main research work is as follows: (1) High quality MgZnO semiconductor thin films with different components have been grown on quartz substrate by RF magnetron sputtering equipment. The band gap of MgZnO thin film has been continuously adjustable from visible blind to solar blind band. The cubic Mg_(0.60)Zn_(0.40)O thin films with mg content of 60% were grown by subsection method. The crystallization and optical properties of MgZnO thin films were systematically studied. The relationship between mg content and optical properties of MgZnO films was analyzed in detail. The UV photodetectors with different mg components in MSM films were realized by UV exposure and wet etching. The effect of signal resistance on ZnO photodetector and the difference of responsivity between Mg_(0.20)Zn_(0.80)O and Mg_(0.42)Zn_(0.58)O UV photodetectors are analyzed from the angle of barrier height. The Mg_(0.60)Zn_(0.40)O solar blind photodetector fabricated by subsection method is realized, and its performance is analyzed systematically. By adjusting the distance between the electrodes, the width of the depletion layer is changed. The responsivity and dark current of MgZnO photodetectors with MSM structure are regulated simultaneously, and the physical mechanism of metal-semiconductor contact is analyzed.
【学位授予单位】:长春理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN23

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 向立人;一种新型光探测器-光压电探测器初步研制成功[J];激光杂志;1989年04期

2 唐诗才;位敏光电探测器的结构分析[J];红外与激光技术;1995年05期

3 吴会利;刘剑;申猛;;紫外光电探测器研制[J];微处理机;2013年06期

4 陈曦;黄韬;付巍;;基于有限元分析的静电探测器电极设计[J];北京理工大学学报;2011年04期

5 黄瑾;洪灵愿;刘宝林;张保平;;AlInGaN/GaN PIN紫外光电探测器的研制[J];半导体光电;2008年05期

6 蔡加法;吴正云;;4H-SiC基紫外光电探测器研究进展[J];量子电子学报;2014年04期

7 张卓勋;钟正兰;郭林红;刘小芹;;极坐标二维位敏光电探测器的设计[J];半导体光电;2007年05期

8 徐国钧,苏绍基;紫外光电探测器的原理及其广泛应用[J];云南大学学报(自然科学版);2001年04期

9 高国龙;采用超晶格的太阳盲紫外光电探测器[J];红外;2003年09期

10 李健;赵曼;;肖特基型氮铝镓紫外光电探测器[J];中国计量学院学报;2009年03期

相关博士学位论文 前6条

1 孙媛媛;MgZnO紫外光电探测器研究[D];长春理工大学;2017年

2 冯双;氮化硼的半导体特性和紫外光电探测器的基础研究[D];吉林大学;2014年

3 刘春阳;ZnO、MgZnO异质结紫外光发射器件的研究[D];东北师范大学;2012年

4 薛海林;金属—半导体—金属结构二氧化钛紫外光电探测器的研制[D];吉林大学;2008年

5 陈培良;硅基ZnO(MgZnO)薄膜及发光器件[D];浙江大学;2008年

6 张源涛;ZnO薄膜和MgZnO合金薄膜的生长及其特性研究[D];吉林大学;2005年

相关硕士学位论文 前8条

1 江震宇;硅基叉指状紫外光电探测器的建模与设计[D];湘潭大学;2016年

2 张月丽;TiO_2薄膜及其紫外光电探测器的制备和研究[D];山东大学;2017年

3 林海玲;基于ZnO纳米结构的自供电紫外光电探测器[D];山东大学;2017年

4 孙媛媛;氮化镓基紫外光电探测器的研究[D];长春理工大学;2008年

5 陈颖;基于虚拟仪器架构的紫外光电探测器自动化测试与分析系统[D];厦门大学;2007年

6 陈小红;GaN材料及MSM结构紫外光电探测器的研究与制备[D];厦门大学;2002年

7 高伟吉;MgZnO电子结构及ZnO高压相变的第一性原理研究[D];东北师范大学;2009年

8 陶鹏;纳米结构MgZnO的制备和表征[D];兰州大学;2010年



本文编号:1930977

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xxkjbs/1930977.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户f6969***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com