本研究是以氧化鋅為材料製作p-i-n結構之光電檢測器。我們利用射頻/直流濺鍍機(RF/DC Sputter)以鋅為濺鍍靶材，沉積一柱狀纖鋅礦結構且穩定的I-ZnO薄膜於p型矽基板上，並以熱蒸鍍的方式沉積指叉鋁電極，最後利用快速熱退火系統將鋁擴散至I-ZnO部分區域以形成n型AZO，製作出可感測紫外光波段之光檢測器，進行光電特性量測，並且透過調整氧化鋅薄膜的厚度，觀察不同I層厚度下的檢測器之暗電流影響，及厚度對量子轉換效率的影響，以此來製作擁有較佳轉換效率的紫外光光檢測器。

In this study, a p-i-n Photodetector Based on ZnO was fabricated. We use a rf/dc sputter to deposit a columnar wurtzite structured and stable i-zno film on p-type silicon substrate with zinc as the sputtering target, and deposit a finger aluminum electrode by thermal evaporation. Finally, we use a rapid thermal annealing system to diffuse aluminum to part of the i-zno region to form n-type azo, and make a photodetector that can sense the ultraviolet wave band to measure the photoelectric characteristics, By adjusting the thickness of ZnO film, the dark current effect of the detector under different i-layer thickness and the effect of thickness on quantum conversion efficiency were observed, so as to make a UV photodetector with better conversion efficiency.

目錄
摘 要 ............................................................................................... I
ABSTRACT ................................................................................... II
致謝 .............................................................................................. III
圖目錄 .......................................................................................... VI
表目錄 ....................................................................................... VIII
第一章 緒論 .............................................................................. 1
1-1 前言 .................................................................................................... 1
1-2 研究動機 ............................................................................................ 2
第二章 理論基礎 ...................................................................... 5
2-1 氧化鋅特質 ........................................................................................ 5
2-2 光檢測器 ............................................................................................ 7
2-2-1 P-N 光檢測器 .............................................................................. 7
2-2-2 P-I-N 光檢測器 ........................................................................... 9
2-3 量子效率 .......................................................................................... 11
2-4 射頻磁控濺鍍系統 ......................................................................... 12
2-4-1 電漿原理 .................................................................................. 12
2-4-2 射頻放電 .................................................................................. 13
2-4-3 磁控濺鍍法 .............................................................................. 13
2-4-4 薄膜沉積過程 .......................................................................... 14
2-5 熱阻式蒸鍍機.................................................................................. 15
2-6 表面輪廓儀(Alpha Step） .............................................................. 16
2-7 原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope, AFM) .......................... 17
2-8 場發射掃描式電子顯微鏡 ............................................................. 19
2-9 X 光繞射儀 ....................................................................................... 21
2-10 霍爾效應(Hall effect) .................................................................... 22
2-11 黃光微影 ........................................................................................ 24
2-11-1 光阻塗佈 ................................................................................ 24
2-11-2 軟烤 ........................................................................................ 24
2-11-3 曝光 ........................................................................................ 24
2-11-4 顯影 ........................................................................................ 25
2-12 紫外/可見光光譜儀 ...................................................................... 26
2-13 太陽光模擬系統 ........................................................................... 27
第三章 實驗方法與步驟 ........................................................ 28
3-1 實驗流程 .......................................................................................... 28
3-2 基板清洗 .......................................................................................... 31
3-3 黃光微影 .......................................................................................... 32
3-4 濺鍍薄膜 .......................................................................................... 35
3-5 指狀電極製作.................................................................................. 37
3-6 N 型氧化鋅鋁備製 ........................................................................... 38
第四章 結果與討論 ................................................................ 39
第五章 結論 ............................................................................ 55

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