氧化鋅金半金光檢測器之製作與特性研究

本研究使用射頻電漿輔助分子束磊晶（molecular beam epitaxy, MBE）系統在（0001）面的藍寶石（sapphire）基板成長氧化鋅（ZnO）薄膜；接著應用不同的金屬蒸鍍在氧化鋅薄膜上來作為接觸電極，完成ZnO金半金光檢測器（metal-semiconductor-metal photodetectors, MSM PDs）的元件製作。光激螢光發光（photoluminescence）系統以及高解析的X光繞射頻譜分析檢驗磊晶薄膜的品質。我們使用了一般比較常見的銀（Ag）、鈀（Pd）以及鎳（Ni）三種金屬作為接觸電極，遵循標準的曝光、顯影及蒸鍍金屬等步驟完成元件製作，接著量測其光/暗電流、光響應及雜訊等特性，並計算出個別的蕭基位障高度（Schottky barrier height）、雜訊功率密度（noise equivalent power）以及歸一化的檢測率（normalized detectivity, D*）。本研究發現使用銀作為光檢測器的接觸電極，可以得到最佳的元件操作特性，其蕭基位障約為0.736 eV，而雜訊功率密度和檢測率則分別為6.8 × 10-13w與1.04 × 1012 cmHz0.5W-1。