磁控溅射法制备的ZnO MSM紫外探测器性能研究

本文主要探讨了MSM结构ZnO紫外探测器的制备方法及其特性。首先，研究者采用了射频磁控溅射技术在石英衬底上成功制备出了c轴择优取向的ZnO薄膜。这种薄膜选择性好，有利于优化ZnO的晶体结构，从而提升其在光电子设备中的性能。 通过精确的蚀刻工艺，构建了MSM（Multiple Quantum Well）结构的光导型紫外探测器。MSM结构是一种利用量子阱效应增强光电响应的方式，无需额外的P型掺杂，简化了器件设计，降低了成本，并且有利于集成到更复杂的系统中。 在实验测试中，该探测器在3V的偏压下表现出良好的性能。暗电流极低，仅为250nA，这表明了器件在没有光照的情况下有很高的稳定性。光响应峰位于370nm，显示出对紫外光的高敏感度，其响应度达到了0.34A/W，这意味着每接受1W的紫外光照射，就能产生0.34A的电流，这是紫外探测器的重要性能指标。 同时，文章指出探测器对于紫外光（360nm）和可见光（420nm）有着显著的抑制比，达到了4个数量级，这证明了它在区分不同波长的光方面具有出色的选择性，对于实际应用中的背景干扰有很好的抑制效果。 在响应速度方面，该探测器的光响应时间上沿仅为20ns，这意味着其动态响应非常迅速，这对于实时监测和快速反应的场景，如导弹预警系统，具有重要意义。 这项研究通过射频磁控溅射法制备的MSM ZnO紫外探测器，展示了其在紫外光检测方面的优秀性能，为ZnO材料在光电子领域，特别是紫外探测器的应用提供了新的可能性。未来，随着对ZnO材料的理解和制备技术的进一步优化，这类探测器有望在更多领域得到广泛应用。