【摘 要】
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硅基光电探测器具有高灵敏度、低功耗、与微电子工艺高度兼容等优点,在光通信、自动驾驶、生物医药等领域得到了广泛应用。但随着器件集成度的提高,热积累问题越来越受到重视,因此提升硅基光电探测器的热稳定性成为了需要迫切解决的问题。PdO为本征p型氧化物半导体,其热稳定性好,且光电性能优异,非常适合同n型硅组成异质结,构建高热稳定性的硅基光电探测器。本论文采用原位化学气相氧化法合成PdO薄膜,制备了PdO/
【基金项目】
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国家自然科学基金； 安徽省自然科学基金； 中央高校基本科研业务费；
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硅基光电探测器具有高灵敏度、低功耗、与微电子工艺高度兼容等优点,在光通信、自动驾驶、生物医药等领域得到了广泛应用。但随着器件集成度的提高,热积累问题越来越受到重视,因此提升硅基光电探测器的热稳定性成为了需要迫切解决的问题。PdO为本征p型氧化物半导体,其热稳定性好,且光电性能优异,非常适合同n型硅组成异质结,构建高热稳定性的硅基光电探测器。本论文采用原位化学气相氧化法合成PdO薄膜,制备了PdO/n-Si以及PdO/n-Si/PdO异质结光电探测器,并对两种探测器光电性能进行了研究。具体内容如下:（1）制备得到的PdO薄膜均匀致密,厚度约为35 nm。UPS测试结果显示该薄膜的功函数和电离势分别为5.72 e V和0.1 e V,具有p型电输运特性。其在近红外区特别是大于800 nm的波长透射率可达80%以上。（2）PdO/n-Si异质结光电探测器可自驱动工作,探测峰值位于970 nm。其室温时在970 nm光照下的响应度和探测率可达0.21 A W-1和5.57×1011 Jones。升温实验显示即使该器件在405 K温度下运行两小时,其光电流仅降至原始值的81.2%,且当温度返回至室温,它的光响应可恢复至初始值,具有良好的热稳定性。（3）通过在硅片上刻蚀下沉台阶,并分别在台阶区域和非台阶区域沉积PdO薄膜,制备得到了PdO/n-Si/PdO可见光/近红外双波段探测器。研究结果显示倒金字塔表面微结构阵列有助于提升器件在近红外的响应,且利用台阶高度和工作偏压可以有效调节探测器的响应峰位。
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