研究MgZnO太阳盲紫外光电探测器特性

图2−25为MSM结构Mg_0.70Zn_0.30O探测器在暗场条件下的I-V特性曲线。由于器件的电阻过高，超过了Hall测量系统的检测范围，所以我们采用了探测度更为精密的Keithley4200半导体特性分析仪，其精密度达到亚飞安量级。从图2−25中我们可以看到，曲线呈现了肖特基结特性，并较为对称。经测试得到样品的欧姆阻值为3000 GΩ。在3 V偏压下，器件的暗电流仅为2 pA，这是迄今为止MgZnO紫外光电探测器所报道的最小的暗电流。如此低的暗电流要归因于高的电阻以及肖特基势垒，需要指出的是这里起到主要作用的是样品本身的电阻。样品在外加偏压为50 V的情况下没有出现击穿现象，说明器件具有较高的耐高压性能。

图2−26为肖特基型Mg_0.70Zn_0.30O太阳盲紫外光电探测器。器件响应度峰值位于225 nm，截止边为230 nm，这与230 nm的吸收边相一致。此外，位于230 nm的长波边265 nm附近出现了另一段光响应，这应归因于MgZnO薄膜结构分相所致，这与我们在图2−24 b和c中观测到薄膜存在两种结构是一致的。

因此，为了制备高性能的肖特基型MgZnO太阳盲紫外光电探测器，必须解决以下的主要问题。

图2-25 MSM结构Mg_0.70Zn_0.30O探测器的暗场条件下的I-V特性曲线(www.xing528.com)

图2-26 肖特基Mg_0.70Zn_0.30O深紫外光电探测器归一化光响应谱

第一，解决薄膜中微弱的分相问题。从本节的分析中，显然可以看出，由于Zn在薄膜纵向挥发的程度不一样，造成了组分的分布不均及微弱的结构分相。我们选用更高Mg组分的MgZnO合金靶材，降低衬底的温度，以减少Zn的挥发，进而降低薄膜纵向的组分不均。

第二，提高肖特基势垒高度。前面章节已经说明了高的肖特基势垒高度将有助于提高响应度、降低暗电流、缩短响应时间。因此提高肖特基势垒高度将是制备高性能的肖特基型的MgZnO太阳盲紫外光电探测器的关键因素。那么减少湿法刻蚀对样品表面的腐蚀以及降低样品的表面态将有助于提高肖特基势垒高度。