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氧化锌基紫外探测器的制备与研究

作　者: 赵春雷
导　师: 杨小天
学　校: 吉林建筑工程学院
专　业: 建筑技术科学
关键词: ZnO薄膜 MOCVD 紫外探测器
分类号: TN23
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

氧化锌(ZnO)作为一种宽禁带半导体材料(室温下禁带宽度为3.37eV),具有比GaN更高的激子束缚能(60meV),具有良好的压电和光电等性能,继GaN之后成为光电研究领域的又一热门研究课题。可用于制备表面声波器件、太阳能电池、压敏器件、气敏器件、紫外探测器、发光器件等,可应用于民用及军事等很多领域。采用金属有机化学气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD)方法生长ZnO薄膜材料。在不同条件下,通过对薄膜材料进行测试表征,及有关特性分析,结果表明在400℃下生长的ZnO薄膜材料具有较好的结晶特性和光电特性。本文在利用MOCVD法生长出的ZnO薄膜基础上,设计、制备了叉指状电极、金属-半导体-金属结构、不同指长指宽及指间距的氧化锌紫外探测器。对器件的性能进行了测试和分析。I-V特性曲线显示正向偏压下光照电流及暗电流与外加偏压呈线性增长。光谱响应曲线表明探测器对紫外波段敏感,峰值响应在375nm附近。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-15
  1.1 课题的背景  8-10
  1.2 国内外发展现状  10-13
  1.3 课题的主要研究内容  13-15
第2章 ZnO 及其薄膜材料的性质  15-29
  2.1 引言  15
  2.2 宽禁带半导体  15-17
  2.3 ZnO 的基本物理化学特性  17
  2.4 ZnO 的优缺点  17-19
  2.5 ZnO 的P-n 结特性  19
  2.6 ZnO 薄膜的晶体结构  19-21
  2.7 ZnO 薄膜的光学和电学性能  21-23
  2.8 ZnO 薄膜的用途  23-25
  2.9 ZnO 薄膜器件介绍  25-28
  2.10 小结  28-29
第3章紫外探测器  29-38
  3.1 引言  29-30
  3.2 紫外发展过程简述  30-31
  3.3 紫外探测器的分类  31-34
  3.4 紫外光探测器  34-35
  3.5 金属半导体金属光探测器  35-36
  3.6 用作紫外探测器的半导体材料及常见几种类型比较  36-37
  3.7 小结  37-38
第4章 ZnO 薄膜材料的制备  38-57
  4.1 引言  38
  4.2 ZnO 薄膜的制备方法简介  38-44
    4.2.1 脉冲激光沉积（PLD）  39-41
    4.2.2 分子束（MBE）  41
    4.2.3 金属有机化学气相沉积（MOCVD）  41-42
    4.2.4 锌膜氧化法  42-43
    4.2.5 溶胶-凝胶法  43
    4.2.6 溅射（sputtering）  43-44
  4.3 ZnO 薄膜材料的MOCVD 生长  44-56
    4.3.1 MOCVD 生长技术简介  45-48
    4.3.2 MOCVD 反应系统  48-51
    4.3.3 MOCVD 法生长ZnO 源材料的选择  51-53
    4.3.4 ZnO 薄膜的生长  53-55
    4.3.5 ZnO 薄膜的生长温度的优化  55-56
  4.4 小结  56-57
第5章 ZnO 基紫外探测器的制备  57-63
  5.1 引言  57
  5.2 ZnO 叉指状电极结构探测器的设计  57-58
  5.3 ZnO 叉指状电极结构探测器的制备  58-60
  5.4 探测器性能测试及结果讨论  60-62
  5.5 小结  62-63
结论  63-64
参考文献  64-67
攻读学位期间发表的学术论文  67-70
致谢  70

氧化锌基紫外探测器的制备与研究

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