【摘 要】
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金属氧化物半导体（Metal-Oxide-Semiconductor,MOS）结构,是一种泛指在半导体衬底的表面上通过生长或沉积一层特定的绝缘薄膜,其上再覆盖一定厚度的导电层而组合起来构成的。MOS器件因其独特的光电特性而备受关注。1959年,MOS结构被用于一种半导体型的可变电容器。后来,随着MOS结构理论研究的不断深入,使其发展成为研究半导体和绝缘膜之间界面、半导体的表面层及其在绝缘膜中产生的
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金属氧化物半导体（Metal-Oxide-Semiconductor,MOS）结构,是一种泛指在半导体衬底的表面上通过生长或沉积一层特定的绝缘薄膜,其上再覆盖一定厚度的导电层而组合起来构成的。MOS器件因其独特的光电特性而备受关注。1959年,MOS结构被用于一种半导体型的可变电容器。后来,随着MOS结构理论研究的不断深入,使其发展成为研究半导体和绝缘膜之间界面、半导体的表面层及其在绝缘膜中产生的电子运动的重要组成部分。微电子元器件由于其性能高、可靠性大、体积小、成本低等特点,在军事、日常生活等各个领域有着广泛的应用。在众多的MOS结构中,以硅为衬底的研究十分广泛。本论文中,采用直流溅射法在经过自然氧化的硅衬底上制备了6.0nm厚的Ti膜,研究了MOS结构中Ti/SiO2/Si结构的光热电效应（Photothermoelectric Effect,PTE）,主要包括以下两个部分:1.激光诱导Ti/SiO2/Si结构的热电阻效应的研究研究了Ti/SiO2/Si结构光热电效应的电阻特性。实验中,使用波长为10.6μm的二氧化碳激光照射在样品的表面上,发现了光致热电阻效应,测量并观察了电阻的瞬态响应。当测量Ti/SiO2/Si结构的热电阻时,欧姆表内部的电池会对样品施加偏压,可以分为正偏压和负偏压两种情形。我们分别研究了正偏压和负偏压下,热电阻随时间的变化。讨论了正/负偏压情况下,热电阻随时间变化的规律,并运用电子运动理论进行了分析。对正、负偏压的数据进行了对比分析等。结果表明,Ti/SiO2/Si结构具有明显的光热电效应,在热效应器件领域具有潜在的应用前景。2.Ti/SiO2/Si结构的热电压效应的研究研究了Ti/SiO2/Si结构光热电效应的电压特性。实验中,使用波长为650nm的可见激光照射在样品的表面上,观察了光致热电压效应。两只铟电极点之间的光电压与激光的照射位置呈线性关系。在不同的激光照射点,使用数字欧姆表自动地记录了光电压随时间变化的数据。分析了可见激光的热致电压效应从产生到稳定的动态过程,其现象类似于二氧化碳激光的热致电压效应。但可见激光诱导光电压的上升时间为秒级,二氧化碳激光热致电压的上升时间约为几十秒。从电子运动的角度,我们解释了光电压的饱和时间与激光照射位置之间的关系。为了进一步研究光热电效应,改变可见激光的功率对同一位置进行照射,观察光电压的时间响应。这些结果表明,Ti/SiO2/Si结构在光电器件应用领域存在广阔的应用前景。
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