Zusammensetzungstuned epitaxiale kubische MgxZn1−xO auf Si(100) für die tiefen Ultraviolett-Photodetektoren

Wir berichten über das epitaxiale Wachstum von breite-bandgap kubischen MgxZn1−xO Dünnschichten auf Si(100) durch Pulslaser-Abscheidung und die Herstellung von oxid-halbleiterbasierten Ultraviolett-Photodetektoren. Die Herausforderungen der großen Gitter- und thermischen Ausdehnungsanpassung zwischen Si und MgxZn1−xO wurden durch die Verwendung einer dünnen SrTiO3-Pufferschicht überwunden. Die Heteroepitaxie von kubischem MgxZn1−xO auf Si wurde mit der epitaxialen Beziehung von MgxZn1−xO(100)//SrTiO3(100)//Si(100) und MgxZn1−xO100//SrTiO3100//Si110 etabliert. Der minimale Ertrag der Rutherford-Rückstreuionenkanalierung in der MgxZn1−xO-Schicht betrug nur 4%, was auf die gute kristalline Qualität des Films hinweist. Eine glatte Oberflächenmorphologie mit rms-Rauheit von 0,6 nm wurde mit Rasterkraftmikroskopie beobachtet. Die auf Mg0.68Zn0.32O/SrTiO3/Si hergestellten Photodetektoren zeigen eine Spitzen-Photonenantwort bei 225 nm, was im tiefen UV-Bereich liegt.