基于ZnO、SiC的高性能紫外探测器的研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文基于ZnO、SiC的高性能紫外探测器的研究姓名：何广宏申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：谢家纯200705012007年05门中田科学技术大学硕I。论文摘要宽带隙(wBG)半导体材料ZnO具有禁带宽、激子能量大、高化学稳定性和热稳定性等特点，使得目前高质量ZnO材料和器件的制备成为国际上的研究热点之一。ZnO在气体传感器、太阳能电池、紫外光电探测及激光器等许多领域具有广阔的应用前景。由于ZnO薄膜生长技术的发展，目前可以制备性能优良的n型ZnO薄膜：同为宽带隙半导体材料的S

2、iC具有高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度等优点，特别适合制作光电子、抗辐射、高频、大功率、高温、高压等方面的半导体器件。在一些要求较高的器件方面，SiC已经取代传统的si已成为国际上新的研究热点之一。本文详细介绍了ZnO、SiC的性质、材料制备及器件方面的研究。介绍了两者在紫外光电探测器件方面的应用，着重分析了以n—ZnO和会属Au作肖特基接触，n—ZnO和同为宽禁带半导体p-SiC形成异质结，Ti、Ni、Ag合余作背底形成欧姆接触，研制出的Au／n—ZnO／p．SiC结构的紫外探测器。测试分析了该器件的光

3、谱响应特性，响应范围200nm～400nm之瞄，室温一定反偏压下，响应峰值在313nm，半宽65nm。同时测试分析了该器件的I．v特性，室温下，反向工作电压大于5V，反向击穿电压70V。实验表明，此结构紫外探测器具有良好的紫外响应特性和较低的反向漏电流以及很低的结电容。同时，结合器件的基础上，研制了一种紫外探测系统，其设计的原理、硬件和软件部分的组成将在本文中予以详细介绍。关键词：宽禁带、Zn0、SiC、紫外探测2007年05月中囝科学技术夫学硕}‘论文ABSTRACTThereareincreasingemphases

4、focusedonZnO，anewkindofwidebandgap(WBG)semiconductormaterial．ZnOthinfilmhasbeenusedwidelyandeffectivelyinthefieldsofsurfaceacousticwavedevices，solarcells，gassensorsandetc．Stillnewdevelopmentshavebeenobtfinedintherelatedresearchofultravioletdetectors，lightemitting

5、diodes(LEDs)andlaserdiodes(LDs)．MeanwhileSiCisanotherexcellentWBGsemiconductor．Ithasalotofgoodelectricalandthermalproperties，suchas谢debandgap，hi曲breakdownfield，highthermalconductivityandhighsaturationelectronvelocity．ThesepropertiesmakeSiCapreferredsemiconductorf

6、orthefabricationofdevicesinhightemperature，highfrequency,highvoltageandhighpowerconditions．Inthisdissertation,theproperties，fabricationsanddevicesresearchofbothZnO&SiCareintroduced．Anewultraviolet(uv)Detectorisfabricatedandanalyzed．WiⅡ1widebandsemiconductorn-ZnOa

7、ndmetalAuusedtoformSchoRkycontact．、撕thn-ZnOandwidebandsemiconductorp-4H—SiCusedtoformheterojunction,andwimalloysTi、Ni、Agusedtoformohmiccontactontheback,Au／n—ZnO／p—SiCUVdetectorshavebeenfabricated．Thespectrumresponsecharacteristicsofthedeviceshavebeenmeasuredandan

8、alyzed．Theresponsewavelengthrangeisfrom200nmtO400nm．Atroomtemperatureandacertainreversebiasedvoltage，theresponsepeakhasbeenfoundat313nmandthehalfwidthofrespons