一、概括

MZO（氧化锌镁，ZnMgO）溅射靶材是由氧化锌（ZnO）与氧化镁（MgO）通过粉末冶金和高温烧结工艺形成的复合氧化物陶瓷材料，专用于物理气相沉积工艺中的磁控溅射镀膜。其化学式通常表示为Zn₁₋ₓMgₓO，通过调节Mg元素的含量（x值），可以对其能带结构进行精确的“剪裁”，是一种高性能的宽禁带半导体材料，广泛应用于紫外光电、透明电子学和多功能薄膜领域。

二、性能特点

1. 可调的光电特性

• 禁带宽度可调：通过改变Mg的掺杂比例（x值），其禁带宽度可在ZnO的3.37 eV到MgO的7.8 eV之间连续可调，是实现紫外波段光电器件的关键。

• 高可见光透过率：保持了 ZnO 的高透明性，在可见光区域透过率 > 80%，适用于透明电子器件。

• 优异的晶体质量：在适当的Mg含量和工艺下，可形成高质量的六方纤锌矿结构晶体薄膜，保证器件性能。

2. 高溅射性能

• 结构致密均匀：高密度（≥5.6 g/cm³）和高纯度（≥99.99%）确保溅射过程稳定，成膜质量高，颗粒物产生少。

• 成分稳定性：先进的烧结工艺确保了Zn和Mg元素在靶材中分布均匀，在溅射过程中成分转移准确，保证薄膜成分的一致性。

• 良好的工艺兼容性：可在室温至中温条件下沉积，与多种半导体工艺兼容。

3. 增强的物理与化学性能

• 高热稳定性和化学稳定性：MgO的引入提升了材料的热稳定性和抗腐蚀能力，适用于更严苛的工作环境。

• 高电阻率：本征MZO薄膜具有高电阻率，是制备半导体器件缓冲层的理想选择。通过Al、Ga等元素掺杂又可获得良好的导电性，应用灵活。

三、应用领域

1. 紫外光电探测器

• 日盲紫外探测：Mg含量较高（x~0.5）的MZO薄膜的禁带宽度可调节至4.9 eV以上，对应“日盲”紫外波段（240-280 nm），可用于极高信噪比的导弹预警、火灾监测和非视距保密通信等领域。

2. 发光与显示技术

• LED器件：作为量子阱结构中的势垒层，与ZnO共同构成异质结，用于制备紫外、蓝光发光二极管（LED）和激光器（LD）。

• 显示薄膜晶体管：用于透明柔性显示背板中的沟道层，其可调的禁带宽度有助于降低器件的关态电流，提高开关比。

3. 薄膜太阳能电池

• 缓冲层材料：作为铜铟镓硒（CIGS）等薄膜太阳能电池中的无镉（Cd-free）缓冲层，其带隙可调的特性可以更好地匹配吸收层和窗口层的能带，减少界面复合损失，提高电池转换效率。

4.辐射探测与传感器

• X射线与高能粒子探测：宽禁带特性使其能够耐受强辐射，可用于X射线成像面板和高能物理实验中的辐射探测器件。

• 气体传感器：对某些气体具有敏感的电学或光学响应，可用于环境监测。