摻雜硅納結構光學特性及應用研究.pdf

1、光電探測器是一種利用光電效應將輻射能轉換成電信號的器件，是光電探測系統(tǒng)中的重要組成部分。作為典型的探測器類型已經在國防安全和人民生活中得到了舉足輕重的實際運用。隨著集成電路的發(fā)展，半導體光電探測器特別是硅基器件在微小化、集成化和低成本方面取得了越來越大的突破和進展，硅基光電器件在未來一段較長時間里仍然是今后研究和發(fā)展的主要器件之一。因此研究基于硅基的新型光電器件就具有重要的意義。
　　本論文主要研究了基于光電導增益的重摻雜硅納結構

2、微光探測器、基于重摻雜硅類金屬等離激元天線諧振的紅外熱探測器的基本原理和相關技術。本文的主要內容可以概括為以下幾點：
　?。?）分析了重摻雜硅納結構的光電導增益增強原理，介紹了表面態(tài)、表面能級和內建電場對結構特性的影響。建立了器件仿真模型，進行了微弱光條件下器件光電響應仿真，并對影響器件增益的參數(shù)如摻雜濃度、結構尺寸、表面態(tài)濃度等進行了優(yōu)化。為了克服實際制作中納結構表面態(tài)難以控制的問題，提出了一種利用PN結形成內建電場來代替表面態(tài)

3、形成內建電場的結構，模擬發(fā)現(xiàn)該結構的增益幾乎可達106，其增益的大小與表面態(tài)密度不再相關。
　?。?）研究了重摻雜硅納結構類金屬的局域表面等離增強的原理，對重摻雜硅納結構以及含有表面PN結的納結構進行了光學特性和熱學特性的仿真，研究了結構幾何尺寸、入射光偏振、摻雜濃度、襯底以及環(huán)境介質等因素對于納結構光學特性的影響。
　　（3）設計了重摻雜硅納結構光電探測器的器件結構和制備工藝流程，并采用電子束曝光和 ICP刻蝕工藝實際制作