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ZnO(氧化锌)是一种新型的在光电探测领域具有很大潜力的直接带隙半导体材料,禁带宽度为3.37eV,计算可知其对应波长在近紫外区域,可见光波段透明。具有抗辐射性能优秀、热稳定性能好、无毒无污染、原料丰富、禁带宽度可调等诸多优点,目前来说,虽然国际范围内的研究者们已经通过P-MBE(等离子辅助分子束外延)、PLD(激光脉冲沉积)等技术制备了性能较好的ZnO紫外光电器件,但仍存在一些需要更加深入研究的问题,例如p型导电的机理、稳定且具有较高空穴浓度和迁移率p型薄膜的制备工艺、掺杂技术等深入研究。本文采用“两步法”来制备氮掺杂的氧化锌薄膜,首先利用射频反应磁控溅射技术,以Zn为靶材,N2为反应气体,在石英衬底上沉积Zn3N2(氮化锌)薄膜,接着在管式炉中高温氧化,将Zn3N2转变为ZnO,通过控制氧化的进程来达到制备ZnO:N的目的。这种方法工艺较为简单,并且在一定程度上提高了N的固溶度。我们研究了射频反应磁控溅射中,氮氩分压、溅射功率和衬底温度对Zn3N2薄膜沉积的影响。得出结论,在氮氩分压为2:1、溅射功率80W、衬底温度200℃条件下能制备出形貌较好,成膜均匀的Zn3N2薄膜。接着将Zn3N2薄膜放入管式炉中,在不同温度下氧化使其转变为ZnO:N,我们利用SEM(扫描电子显微镜)、XRD(X射线衍射)、UV-Vis(紫外-可见分光光度法)等技术手段对ZnO:N薄膜进行表征,得出结论,在氧化温度为700℃、氧化时间3小时的条件下,ZnO:N薄膜呈良好的c轴择优取向生长,晶体中缺陷较少,可见光波段透射率在90%,而在紫外波段具有强烈的吸收,拟合计算得出其光学禁带宽度约为3.55eV。空穴浓度为1.6×1015cm-3,迁移率为0.3cm2/Vs。最后通过在ZnO:N薄膜上溅射Cu叉指电极将其制备成MSM结构的紫外光电导探测器,600℃退火后通过I-V测试表明金属和薄膜形成了较好的欧姆接触。器件暗电流为13.4mA,以254nm的紫外汞灯为光源,测得其光电流为32.2mA,光暗电流比约为2.4,说明薄膜对紫外光有一定的探测性能。