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作为近些年来半导体结构研究中的热门,金属氧化物-氧化物-半导体(MOS:Metal oxide-Oxide-Semiconductor)结构中发现的新型光电效应可被广泛应用到高精度传感器中。其基于的主要原理是特定点光源规律性扫描结构时,被扫描样品输出的电信号也具有一定的规律性。例如侧向光伏具有和光照点位置呈线性相关这一特点,侧向光伏效应可被用于开发位置灵敏传感器(PSD:Position Sensitive Detector),进而探测微小位移。由于双极性电阻不仅和光照点位置呈线性关系还具有双极性这一特点,双极性电阻效应可被用于光控变阻器、光控二极管和超大密度信息存储器等器件的开发。目前,实验室中主要通过真空磁控溅射、化学蒸汽沉积(CVD:Chemical Vapor Deposition)、溶胶-凝胶等方法在Si O2层上镀纳米薄膜,然后手动检测样品获得实验数据,输入计算机拟合获得特性曲线。本论文开发的光电检测系统会通过计算软件控制夹持样品的夹具,当样品在X轴或Y轴方向上按一定步长和轨迹移动时,点光源在样品表面上相应的移动,被测样品的电信号会有一定的响应,此时检测系统随着步进电机的移动记录相应输出电信号,并将电信号数字化后输入到计算机软件中,计算机软件会自动根据采集的数据绘制特性曲线图。MOS结构的光电特性在一维方向上的研究较多也较深入,但在二维方向上全面的研究则较少,本论文主要在这方面做进一步的实验和理论研究。本论文是以实验室制备的AZO-Si O2-Si结构为对象,研究其作为MOS结构的侧向光伏和双极性电阻效应。一方面,通过MOS结构制造工艺的改进获得更强的光电效应;另一方面,通过检测手段和方式的提高获得MOS结构样品表面更全面的数据分布图,并以此为根据分析其作为各种光电器件的应用前景和方向。论文中实验室制备的AZO-Si O2-Si结构样品的侧向光伏灵敏度为90.35m V/mm,双极性电阻灵敏度为686.37kΩ/mm,两者都达到了开发传感器所要求的参数指标。论文中绘出了本文研究的MOS结构样品表面侧向光伏和双极性电阻的三维数据分布图,并对其做了一定的数据特性分析,给出了MOS结构中侧向光伏和双极性电阻效应的理论分析结果和公式推导过程。论文最后论述了侧向光伏效应在诸多光电器件中的应用实例,包括:一维位置灵敏探测器高精度测距、测直线度、测角度,二维位置灵敏探测器测角度、测平行度,侧向光伏效应在光学轴承编码器中的应用等等;还简单介绍了双极性电阻效应在光控变阻器、光控二极管等器件中的应用。