中文摘要：

紫外探测器在国防、紫外天文学、环境监测、生物医药等方面有着广泛应用，具有极高的军事和民用价值。本项目主要研制一种TiO2基MSM(金属-半导体-金属)平面结构紫外探测器。器件以特殊溶剂处理的Si片为衬底，利用经官能团活化的表面诱导晶体成核，通过自组装技术制备出定向生长，缺陷密度低、具有完好结晶度的TiO2基体材料。在此基础上，在宽禁带半导体TiO2薄膜表面制备平面线型叉指电极，使其和TiO2形成"背靠背"的双肖特基势垒结构的紫外探测器。此项技术不但可克服单片集成的大面积、阵列化半导体紫外探测器和紫外成像系统研究中存在的缺乏合适衬底和有效工艺手段的困难，有效解决紫外探测器阵列外围电路与探测器件集成一体化所面临的难题，而且可提高器件的灵敏度、降低响应时间、减小暗电流。预计器件响应范围250-325nm，5V偏压下暗电流小于5nA，在260nm处响应度500A/W，响应时间小于5ms。

结论摘要：

紫外光探测器具有抗干扰能力强、适于在恶劣环境下工作等特性，在天文、国防、燃烧工程、紫外告警及生物医药等方面都有广泛应用，具有极高的军事和民用价值。 传统的光电倍增管及硅基紫外探测器由于存在需附加滤光片或体积大、易损坏、需在高电压下工作等缺点，已不能满足需要。因此研究和开发小型化、智能化、可靠性高、成本低的紫外光电探测器显得非常重要，世界上许多先进国家都将新型紫外探测技术列为研究的重点课题。宽禁带半导体材料具有物理化学性能稳定、光谱适用范围广、光电性能优异、响应速度快等特点，在制备响应度高、暗电流低、响应恢复速度快的新型紫外探测器方面显示出独特的应用前景。对其进行深层次的光电探测方面的理论分析和实际应用方面的工艺研究具有重要意义。 目前紫外探测器所采用的半导体材料多为SiC、GaN、AlGaN、ZnO和金刚石膜等。这些材料不仅本身的制备工艺难度大，对设备和实验条件的要求苛刻，而且采用这些材料制作器件的工艺难度也很高。 针对目前宽禁带半导体紫外探测器研究中存在的问题，本项目以硅片为衬底，通过自组装方法制备定向生长、缺陷密度低、结晶度完好的TiO2薄膜。项目实施过程中，采用X射线衍射研究材料的成晶情况，扫描电子显微镜、原子粒显微镜、透射电镜和表面光电子能谱研究材料的表面形貌，晶格情况。利用紫外-可见光谱分析方法，研究材料的光谱吸收特性。通过对实验结果的分析，研究官能团、溶剂、酸碱度、反应温度等对晶体生长方向和晶体完整性的影响，从而找出最佳的制备TiO2薄膜的工艺条件。在器件设计方面，通过对紫外探测器的参数进行理论计算和计算机辅助分析，根据选用材料的特性和现有的工艺技术水平，设定器件的结构参数。通过研究表面态对肖特基势垒高度的影响，对器件参数进行优化，减小暗电流。在器件制作工艺方面，对具有高功函数的适于制备肖特基结的Au、Cr、Ni、Pt等金属进行筛选，研究适合不同金属电极的工艺条件。采用磁控溅射技术、半导体平面工艺，在TiO2基底材料上制备光伏型MSM平面双肖特基势垒结构紫外探测器件。所研制的器件响应范围225-325nm，在5V偏压下暗电流小于2nA，在260nm处响应度大于850A/W,响应时间小于5ms。 在到目前为止，发表SCI检索文章23篇，Ei检索文章1篇，申请发明专利6项。全面超额完成了项目计划书中提的各项任务指标。