日盲区(200~300nm)紫外探测器在导弹尾焰探测、紫外告警、化学火焰探测以及医疗等领域具有广泛的应用前景。本项目开展磁控溅射法和溶胶-凝胶法制备MgxZn1-xO半导体薄膜材料和日盲区紫外探测器的研究,研究了MgxZn1-xO中Mg含量与薄膜禁带宽度的关系,理论分析并设计了日盲区响应的薄膜组分,分别采用单靶和双靶射频磁控溅射法制备了MgxZn1-xO薄膜;系统研究了薄膜制备工艺参数对薄膜的物相结构、表面形貌、晶粒尺寸、吸收光谱以及光电响应特性的影响规律,明确了薄膜载流子传输特性,确定了合理的制备工艺参数,分别在石英、硅和蓝宝石衬底上制备出紫外光电响应性能优良的薄膜,薄膜的吸收边达到日盲区,截止边位于295nm。采用湿化学刻蚀法制备了MSM结构紫外光电探测器件,展现出优良的光电响应特性,在10V偏压下,器件的暗电流为2.0×10-6A,紫外响应截止边位于295nm,对应的光谱响应度为5.85A/W,外量子效率为2460.6%,紫外/可见抑制比(R340/R500nm)达到4个数量级,研究结果为进一步开展MgxZn1-xO半导体日盲区紫外探测器的研究奠定了坚实的基础。
英文主题词MgxZn1-xO film;Solar blind region;MSM structure;Ultraviolet detector