ZnO基紫外探测器及关键技术研究

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1、第39卷第5期激光与红外V01．39．No．52009年5月LASER&INFRAREDMay，2009文章编号：1001-5078(2009)05-0468-05·综述与评论·ZnO基紫外探测器及关键技术研究范晓玲，刘俊成，刘云燕(1．山东理工大学材料科学与工程学院，山东淄博255049；2．山东理工大学物理与光电信息学院，山东淄博255049)摘要：对ZnO基紫外光探测器的原理、结构、特点进行了论述，并对探测器制备过程中的关键技术进行了探讨。关键词：ZnO；紫外探测器；光电导；肖特基势垒；p—n结

2、中图分类号：TN36文献标识码：AResearchofZnO-basedUVdetectorsandkeytechnologiesFANXiao—ling，LIUJun．cheng，LIUYun．yan(1．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ShandongUniversityofTechnology，Zibo255049，China；2．SchoolofPhysicsandOptoelectronicInformation，ShandongUniversi

3、tyofTechnology，Zibo255049，China)Abstract：ZnOhasbeenregardedasapromisingmaterialforUVdetectorduetoitspredominantopticalandelectricalpropertiesrecently．Theprinciple，thestructureandthecharacteristicsofseveraltypesofZnO—basedUVdetectorsareintroduced．Moreove

4、r，theinfluencing"factorstothemanufacturingprocessofdetectorsarealsobediscussed．Keywords：ZnO；UVdetectors；photoconductive；Schottkybarrier；p-njunction1引言n结型、p-i．n结型、肖特基势垒型。近年来，人们越来越多地关注紫外光的辐射与2．1光电导型紫外光探测器测量，对紫外探测技术和器件的需求日益增长。ZnO基紫外光电导探测器的基本原理是能量足ZnO是一种直接的

5、宽带隙半导体材料，室温禁带宽够的紫外光的光子作用于ZnO基半导体薄膜上，由度为3．37eV，激子复合能高达60meV¨。ZnO薄膜于本吸收和杂质吸收，产生非平衡光生载流子，引起在紫外区具有高的光电导特性，与GaN，SiC等其他ZnO基半导体的电导率增大。外加电压作用下，在宽带隙材料相比具有化学和热稳定性好，原料易得，探测器输出回路中产生光电流或光电压，基本结构电子诱生缺陷低，成膜性强、薄膜的外延生长温度如图1所示。低、易于找到晶格匹配的衬底材料等优点，有利于制备高性能的紫外探测器J。此外，ZnO基紫外

6、探测器在苛刻的物理和化学环境中具有很高的稳定性，性能可靠，且构造简单、体积小。因此，ZnO基紫外探测器的研究逐渐成为近年来紫外探测器领域研究中的热点之一。·2ZnO基紫外光探测器的原理、结构及特点光电探测器是一种把光辐射信号转变为电信号图1紫外光电导探测器的器件，其工作原理是基于光辐射与物质的相互作光电导紫外光光电探测器是目前品种最多的探用所产生的光电效应。按照器件的构造，ZnO基光作者简介：范晓玲(1984一)，女，研究生，主要从事光电信息材电探测器可分为光电导型紫外光电探测器和光伏型料与器件的研究

7、。E—mail：fxlirIg2007@163．corn紫外光电探测器两种，光伏型紫外探测器又分为：P．收稿日期：2008一l0_28激光与红外No．52009范晓玲等ZnO基紫外探测器及关键技术研究469测器。不仅有Au—ZnO—Au结构～一、A1一ZnO—A1结异质结的透射比为50％一60％，在1V的电压下，具构的紫外光电导探测器，赵鹏等人还在体单有很好的整流特性，漏电电流很小。5w的紫外光晶ZnO的zn极性面和O极性面上制备了体晶ZnO照射在波长为350nm处的光响应为3．4X10V／w。基Pt

8、／ZnO／Pt结构的紫外光导探测器，此外Soci．p-n异质结型探测器，工作偏压低、输入阻抗高、漏C．进行了ZnO纳米线紫外光电导探测器的研究，电电流小、工作频率大、制作技术与半导体平面工艺制备了ZnO基纳米线可见盲区紫外光电探测器。相容，有望在紫外探测器件领域具有广泛的应用。Xu等在石英衬底上沉积了ZnO薄膜，使用剥离技近年来P型掺杂的ZnO材料研究取得了突破，术制作平面又指Al电极指宽及指间距均为31xm，指继而开展了ZnO同质p-n结型探测器的研究