PtSi红外探测器用于红外探测具有极大优势，典型的应用主要是红外成象制导领域。其探测器量子效率、均匀性、可靠性很大程度上取决于PtSi／Si结构特性，因此改善PtSi／Si结构，提高探测器性能具有很大的学术意义和应用价值。本文在分析探测器量子效率同PtSi／Si结构关系的理论基础上，提出提高PtSi／Si结构性能的关键因素和改进途径。针对PtSi／Si肖特基势垒和研制纳米级超薄PtSi膜进行了大量相关实验，首次用低能离子注入方法将PtSi／Si势垒高度降低到0.15ev，首次在真空度不高条件下，制备出～4nm纳米级超薄膜，并将PtSi／Si红外探测器量子效率提高3～5倍。 研究得到的一些有益和有创新意义的结果归纳如下： 1、分析PtSi／Si结构测参数与膜特性的关系，用Monte Carlo方法计算了薄膜厚度、势垒高度同探测能力的关系，得到提高探测器探测能力的有效途径。考虑入射红外波的叠加，采用积分方法，首次得到用于3～5μm波长范围PtSi薄膜厚度最佳值是2～5nm。 2、详细讨论了PtSi薄膜形成热力学、动力学以及原子相互扩散机理，得到PtSi形成不是固定模式，与制备工艺条件密切相关的重要结论，并通过实验加以验证。 3、提出均匀PtSi／Si势垒。以薄膜最终物相和连续性评价势垒均匀性。通过实验测试了制备工艺参数对薄膜物相、连续性的影响，以及所引起薄膜方阻的变化。 4、研究PtIrSi膜物相结构和势垒高度，得出降低PtIrSi／Si结构势垒困难的结论。推导出掺杂衬底势垒高度的降低同杂质临界厚度和峰值浓度的关系。首次采用硅衬底低能注入B⁺、In⁺，创造性地设计调整层，将PtSi／P-Si势垒高度降低到0.15ev。 5、设计制备纳米级超薄膜新工艺方法。通过氢气预处理、真空退火、减薄等关键工艺研究，实现混合生长模式、分步退火，首次在真空度不高的设备条件下制得均匀连续超薄（～4nm）PtSi膜，并得到新型SiO_x／PtSi／Pt₂Si／Si 摘 要一微结构。 6、进行超薄Ptsi膜表征技术研究。在XRD表征单晶衬底上超薄膜物相时，采用衬底与膜分别取谱，排除衬底干扰信号等技术措施，获得准确表征超薄膜弱信号。建立XPS分析超薄Ptsi／St膜物相、含量的准确参数和方法，应用ARXPS对超薄膜均匀性、微结构和厚度进行分析测试，首次测出～4urn薄膜厚度，并观察到薄膜分层结构。用TEM观察薄膜均匀、连续性，薄膜厚度、晶粒不同取向生长状态和界面状态等显微结构。用AFM观察Ptsi薄膜表面形貌，得到退火过程中热力学、动力学变化状况。建立XPS 价带谱同Ptsi／PS 势垒关系，首次利用XPS价带谱分析势垒相对高度。 7、对超薄Ptsi膜微结构及性能进行优化。研究了物相优化、表面均匀性提高以及势垒和薄膜厚度降低，首次提出氢气处理衬底会引起薄膜形成主扩散物质改变，并利用该性质使＊x／Ptsi ／Pt。St／St变为＊x／ Pt。St／ Ptsi ／St微结构，获得高性能Ptsi／Si膜，用之研制的探测器，探测能力提高了3～5倍。