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基于绝缘层上硅(silicon-on-insulator,SOI)衬底制备的光电探测器在集成电路和光波导领域均具有广泛的应用,其相对于制备在以单纯的硅材料为衬底的光电探测器而言具有独特的优势和应用。在光波导方面,以SOI为衬底的器件具有更高的光折射率、更低的红外损耗和良好的光波导特性等;在集成电路方面,基于SOI的金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor,MOSFET)相对于体硅晶体管而言具有更低的短沟道效应、更小的寄生电容、更低的功耗和更高的集成密度等优势,故基于SOI衬底的光电探测器在国内外引起了广泛的关注。本论文以目前常见的SOI光电传感器作为出发点,旨在此基础上设计并制造一种新型的光电传感器。这一器件主要是通过在背栅电压的作用下在器件的衬底部位通过场感应形成嵌入式的p-n结来实现对器件的光电调控,从而得到增强的光电响应度。首先,通过TCAD仿真软件来比较由场感应在衬底处形成嵌入式p-n结的光电探测器与在衬底处通过掺杂形成p-n结的光电探测器之间的相同点和不同点,分析得出场感应在衬底处形成嵌入式p-n结的光电探测器的物理机制和工作原理。随后,通过现有设备与技术制备出可用与背栅调控的新型场感应p-n结的光电探测器,进一步对器件的光电响应与偏置电压和结构参数之间的关系进行系统的研究。最后,研究了先进的薄层SOI(UTBB)对器件的影响,为该新型SOI器件在光通信、光互联、生物传感等领域的推广应用奠定基础。具体研究结果如下:(1)通过场感应方式诱导形成嵌入式二极管的SOI光电探测器具有十分有效的光电子吸收能力,且该器件的场感应p-n结的形成主要受器件背栅电压的控制。(2)通过场感应方式诱导形成嵌入式二极管的SOI光电探测器的作用机理为:当器件工作在亚阈值区域时,场感应p-n二极管在SOI器件的衬底区域尚未形成,仅顶层Si层可有效吸收光线,λ越短响应度越高;当器件工作在线性区域时,p-n二极管在SOI器件的衬底区域形成,整个器件层均可以有效吸收光线,器件的光电响应度与波长λ没有明显关系。(3)TCAD仿真显示通过嵌入式场感应形成p-n结的SOI光电探测器件在520 nm波长500μW/cm~2光强度下的光电响应度约为4.5×10~3 A/W,实验制备器件响应度约为1×10~3 A/W。仿真结果表明超薄Si层和超薄BOX(UTBB)SOI器件对光具有更高的灵敏度,能够更加有效的降低光损耗,从而使器件的响应提升约300倍左右,响应度约为1.28×10~5A/W。