高效背照明Zn0基紫外探测器及FPA成像阵列的研制

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1、第十五届金田化合物半导体、微波器件和光电器件掌术寺议广州’08高效背照明TUE—ZnO-B01ZnO基紫外探测器及FPA成像阵列的研制(邀请报告)张景文，侯洵，毕臻，边旭明，刘颖，李高明2(西安交通大学陕西省信息光子技术重点安验室，西安。710049)(西安交通大学一中国科学院半导体研究所信息功能材料与器什联合实验室，西安，710049)(『11国科学院西安光学精密机械研究所，西安，710068)摘要：本文分别采用射频溅射和激光分子束外延制备了Zn0及Mg。：Zn。。0薄膜：利用X射线衍射、光致发光谱、透射光谱、x射线能谱、扫描电子轻微镜、以及高能电

2、子衍射等测试于段，研究了不

3、一的乍长条件和退火处理办法对Zn0薄膜光电性能的影响；对Zn0紫外探测器的工作机理进行了探讨，通过对菏膜牛长条件和退火工艺的优化，使制各出的Zn0MSM紫外光电导探测器的探测性能得到了很大的提商；在此基础上提出了背照式ZnO紫外探测融：列的初步构想，并做了有益的探索工作，取得了良好的进展，为下‘步完全实现Zn0紫外焦平面成像探测器的制各打下了很好的基础。制备得到的单个垂直结构Zn0探测单元的光电探测性能良好，光电灵敏度达到1616A／W；光I乜响应的上升时间和恢复时间分别为7I．2ns和377I,ts：另外，在Zn0探测器

4、阵列的制备方面也做了初步尝试，制备出，16x16的探测器面阵，单个探测单元的尺寸为50×50um2。我们通过蒸发结合光刻法和电镀法分别制备丁线度为30umN30um的16×16的凸点阵列。并对两种制备方法做了比较，在分析了制得的凸点的质量后，认为经过改进的蒸发结合光刻法可以制得岛质量的阵列凸点。关键词：Zn0，紫外探测，背照明，焦平而成像阵列，凸点J

5、l图分类号：TN215文献标识码：A文章编号：TheStudyofHighPerformanceBack—illuminatedZnOBasedUVDetectorsandFocalPlaneArray

6、sZhangjw，HouX，BiZ，BianXM，LiuY，LiGM(Keylaboratoryofphotonictechnologyforinformation．Shaanxiprovince,X{；nnJiaotongUniversny。xi：nn710049)(Jointlaboratoryoffunctionalmaterialsanddevicesforinformatics，Xi'anJiaotongUniversity&InstituteofSemiconductorscAs,xi"an710049J(Xi'anInstituteof

7、OpticsandPrecisionMechanicsofCA&．礁"all710068jAbstract：ZnOandM902Zno，sOthinfilmswerefabricatedonSiandsapphiresubstratesbytwodifferentkindsoftechniques，oneistheradiofrequency(RF)sputteringandtheotheristhelasermolecularbeamepitaxy(L—MBE)．Thestandardsemiconductorprocesswasusedtofab

8、ricatetheZnOultravioletdetectors．WealsoinvestigatedindetailonhowthegrowthconditionsandtheannealingprocessinfluencethefilmpropertiesanddeviceperformanceoftheZnOUVdetector．Additionally,ZnObasedultravioletdetectorarraywasbroughtf0九Ⅳ甜dandfabricatedpreliminarily．Eachback—illuminated

9、ZnOsingledetectorcellofthearrayhadahighresponsivityof1616～W，whilethedarkcurrentwasstillashigllasabout640肛A．Therisetimeandthedecaytimewere71．2asand377岬，respectively．111eattemptwasalsomad．eonthefabricationof16x16detectorarray,witheachdetectingcellsizeof50x50岬2．Weusedtheevaporatio

10、nandlithographymethodandelectroplatemethodrespectively