电子循环电子波共振等离子体对ZnO薄膜缺陷减少的影响
Kota Hibino1, Jiří Olejníček2, Kohei Yamanoi3
1Department of Physical Science and Engineering, Nagoya Institute of Technology, Gokiso-cho, Showa-ku, Nagoya, 466-8555, Japan.
Scientific reports
|February 14, 2025
概括
高度光敏的未使用氧化物 (ZnO) 薄膜被开发用于真空紫外线 (VUV) 检测. 优化电子循环电子波共振 (ECWR) 功率显著降低了缺陷,提高了光敏度的8个数量级.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 半导体物理 半导体物理
- 光电学是指光电子产品.
背景情况:
- 未使用氧化物 (ZnO) 是用于光探测器应用的有希望的材料.
- 真空紫外线 (VUV) 辐射检测需要具有高灵敏度和低暗电流的材料.
- 现有的基于ZnO的探测器往往缺乏光敏度和高缺陷密度.
研究的目的:
- 制造高度光敏感的未使用的ZnO薄膜,用于VUV辐射检测 (100-200nm).
- 为了研究电子循环电子波共振 (ECWR) 等离子体功率对 ZnO 薄膜特性和光导性的影响.
- 为了优化ZnO薄膜沉积,提高VUV检测性能.
主要方法:
- 混合脉冲反应磁铁子喷射与ECWR等离子辅助.
- 在薄膜沉积过程中,ECWR功率 (0-380 W) 的系统变化.
- 使用光发光,阴极发光,拉曼光谱和时间解析微波导电性 (TRMC) 的表征.
主要成果:
- 在200W的ECWR功率下,相对于没有ECWR的电影,光敏度增加了8个数量级.
- 在200W ECWR功率下观察到暗电流的显著减少,这归因于缺陷密度较低.
- 光谱和TRMC测量证实,在200W下沉积的薄膜中,内在缺陷和陷密度减少.
结论:
- 精确控制ECWR功率对于优化ZnO薄膜中的缺陷度和结晶度至关重要.
- 制造的ZnO薄膜显示了高灵敏度VUV光探测器应用的潜力.
- 这项工作为开发具有增强性能的先进VUV探测器提供了途径.
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