Magnesium-Zink-Oxid-Target: weit verbreitet in der UV-Optoelektronik

Einstellbare optoelektronische Eigenschaften

Einstellbare Bandlücke: Durch Änderung des Dotierungsverhältnisses von Mg (x-Wert) kann die Bandlücke stufenlos zwischen 3,37 eV für ZnO und 7,8 eV für MgO eingestellt werden, was für die Realisierung ultravioletter photonischer Bauelemente von entscheidender Bedeutung ist.

Hohe Lichtdurchlässigkeit im sichtbaren Bereich: Das Material behält die hohe Transparenz von ZnO bei und weist im sichtbaren Lichtbereich eine Lichtdurchlässigkeit von über 80 % auf, wodurch es sich für transparente elektronische Bauelemente eignet.

Ausgezeichnete Kristallqualität: Bei geeignetem Mg-Gehalt und entsprechenden Verarbeitungsbedingungen können hochwertige kristalline Filme mit hexagonaler Wurtzitstruktur gebildet werden, wodurch die Leistungsfähigkeit des Bauelements gewährleistet wird.

Hohe Sputterleistung

Dichte und gleichmäßige Struktur: Hohe Dichte (≥5,6 g/cm³) und hohe Reinheit (≥99,99%) gewährleisten einen stabilen Sputterprozess, eine hohe Filmqualität und eine minimale Partikelerzeugung.

Zusammensetzungsstabilität: Dank fortschrittlicher Sintertechnologie werden die Elemente Zn und Mg gleichmäßig im Zielmaterial verteilt. Dies ermöglicht eine präzise Zusammensetzungsübertragung während des Sputterprozesses und gewährleistet die Konsistenz der Dünnschichtzusammensetzung.

Ausgezeichnete Prozesskompatibilität: Kann bei Raumtemperatur bis mittleren Temperaturen abgeschieden werden und ist mit verschiedenen Halbleiterprozessen kompatibel.

Verbesserte physikalische und chemische Eigenschaften

Hohe thermische und chemische Stabilität: Durch die Zugabe von MgO werden die thermische Stabilität und die Korrosionsbeständigkeit des Materials verbessert, wodurch es sich auch für anspruchsvollere Arbeitsumgebungen eignet.

Hoher spezifischer Widerstand: Der intrinsische MZO-Film weist einen hohen spezifischen Widerstand auf und eignet sich daher ideal zur Herstellung von Pufferschichten in Halbleiterbauelementen. Durch Dotierung mit Elementen wie Al und Ga kann Leitfähigkeit erreicht werden, was flexible Anwendungen ermöglicht.

Ultraviolett-Fotodetektor

UV-Detektion im tageslichtblinden Bereich: Die Bandlücke von MZO-Filmen mit hohem Mg-Gehalt (x ~ 0,5) lässt sich auf über 4,9 eV einstellen und deckt damit den tageslichtblinden UV-Bereich (240–280 nm) ab. Diese Filme eignen sich für Anwendungen wie Raketenfrühwarnsysteme, Brandüberwachung und vertrauliche Kommunikation ohne Sichtverbindung, wo ein sehr hohes Signal-Rausch-Verhältnis erforderlich ist.

Lichtemittierende und Displaytechnologie

LED-Bauelemente: Als Barriereschicht in der Quantenstruktur bilden sie einen Heteroübergang mit ZnO, der zur Herstellung von ultravioletten und blauen Leuchtdioden (LEDs) und Laserdioden (LDs) verwendet wird.

Dünnschichttransistoren für Displays: Sie werden in der Kanalschicht von transparenten, flexiblen Display-Rückwandplatinen eingesetzt. Ihre einstellbare Bandlücke trägt dazu bei, den Sperrstrom des Bauelements zu reduzieren und das Schaltverhältnis zu verbessern.

Dünnschichtsolarzellen

Materialien für die Pufferschicht: Als cadmiumfreie (Cd-freie) Pufferschicht in Dünnschichtsolarzellen wie Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS) können die einstellbaren Bandlückeneigenschaften besser an die Energiebänder der Absorberschicht und der Fensterschicht angepasst werden, wodurch die Rekombinationsverluste an den Grenzflächen reduziert und der Wirkungsgrad der Zellen verbessert werden.

Strahlungsdetektion und Sensoren

Röntgen- und Hochenergieteilchendetektion: Dank seiner großen Bandlücke ist es strahlungsbeständig und eignet sich daher für Röntgenbildgebungspanels und Strahlungsdetektionsgeräte in Hochenergiephysik-Experimenten.

Gassensoren: Diese Sensoren zeigen eine empfindliche elektrische oder optische Reaktion auf bestimmte Gase und eignen sich daher für Anwendungen in der Umweltüberwachung.