이산화 바나듐(VO₂)은 좁은 밴드갭과 가역적인 금속-절연체 상전이(MIT) 특성으로 인해 근적외선 광전 탐지 분야에서 광범위한 응용 가능성을 보여준다. 본 논문에서는 직류 마그네트론 스퍼터링을 이용해 금속 바나듐 타겟과 어닐링 공정을 결합하여 p형 실리콘 기판 위에 단사정상 VO₂ (M1) 박막을 성공적으로 제작하였다. 표면은 균일하고 조밀한 입자 구조를 나타내며, 상온에서는 낮은 에너지 면(011)을 따라 선택적으로 성장한 VO₂ (M1)이 존재하고, 온도가 70 °C로 상승하면 주로 루틸상 VO₂ (R)으로 변화한다. 또한 금속-반도체-금속(MSM) 구조의 근적외선 광전 탐지기(Ag/VO₂/Ag)를 구축하였다. 1.5 V 바이어스와 980 nm 근적외선 조사하에서, 해당 소자는 상온에서 우수한 광전 응답 특성을 보인다. 입사 광 세기가 0.07 mW/cm²일 때, 감도와 검출률은 각각 109.06 mA/W 및 2.33×10¹⁰ 존스의 최고치를 나타내며, 광응답의 상승 및 하강 시간은 각각 0.256초 및 0.427초이다. 온도 변화 특성 분석 결과, 소자의 감도는 20~80 °C의 온도 구간에서 온도가 올라감에 따라 단조롭게 증가하는 경향을 보였으며, 이는 VO₂에서 발생하는 M1→R 구조 상전이에 의한 전하 운반자 농도 증가 때문이다. 추가로, 해당 소자는 455~1100 nm의 넓은 스펙트럼 범위에서도 우수한 광응답 성능을 유지한다.

직류 마그네트론 스퍼터링;VO₂;금속-절연체 상전이;근적외선;광전 탐지기