黑硅制備工藝與光電特性研究.pdf

1、黑硅是一種新型半導(dǎo)體材料，這種新型半導(dǎo)體材料具有非常優(yōu)異的光電性能。黑硅表面微觀結(jié)構(gòu)為柱狀森林，因而對光有很高的吸收率。它可以吸收近紫外到紅外波段的光，吸收率高達(dá)90％。在光電探測器和太陽能電池的應(yīng)用方面具有廣闊的前景。同傳統(tǒng)硅制備的太陽能發(fā)電片相比，用黑硅制備的太陽能發(fā)電片發(fā)電效率提高了幾十倍，黑硅的發(fā)現(xiàn)為解決全球能源危機(jī)找到了新思路。黑硅技術(shù)能夠很好的與現(xiàn)代MEMS技術(shù)相結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)光電系統(tǒng)的微型化、集成化與智能化，是現(xiàn)代光電探測器研

2、究的一個(gè)重要領(lǐng)域。論文研究的內(nèi)容具體包括以下幾個(gè)方面：
　　通過濕法刻蝕的方法，在硅片表面得到了一層形貌較好的黑硅層。用此方法制備的黑硅，方法簡單，需求設(shè)備少，在簡易化學(xué)實(shí)驗(yàn)室下即可完成對黑硅的制備，且制備的黑硅表面形貌優(yōu)異，其孔徑大小為50~80nm，深度可達(dá)500nm。
　　在所制備黑硅層表面采用蒸鍍的方法制備一層金屬鋁電極薄膜，采用MEMS技術(shù)光刻制備 MSM結(jié)構(gòu)電極，電極寬度與間距均為5μm。最終制備出的黑硅MSM光

3、電探測器光電流可達(dá)129.9μA。
　　對具有不同厚度 Si3N4勢壘層的黑硅 MSM光電探測器的性能分析，得出結(jié)論：在30nm，60nm，90nm厚度Si3N4勢壘層中，黑硅光電探測器勢壘層的最佳勢壘層厚度為30nm。當(dāng)勢壘層厚度為30nm，偏壓為4V時(shí)，其光電靈敏度為0.274 A∕W，信噪比為28.7 dB。
　　探索了退火對黑硅光電性能的影響，發(fā)現(xiàn)退火能夠提高黑硅材料的光電性能，其原因是熱處理可以使得點(diǎn)缺陷重新分布并