枕型二維位置敏感探測(cè)器(PSD)的研制.pdf

1、半導(dǎo)體位置敏感探測(cè)器PSD(Position Sensitive Detector)是一種基于半導(dǎo)體PN結(jié)的橫向光電效應(yīng),對(duì)入射光斑位置及其位置變化進(jìn)行探測(cè)的光電器件,與光電二極管陣列和CCD等離散型位置探測(cè)器相比,具有光敏面無(wú)探測(cè)盲區(qū)、分辨率高、信號(hào)檢測(cè)方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于距離測(cè)量、角度測(cè)量、精確定位等,在科學(xué)試驗(yàn)和工程檢測(cè)中具有較高的實(shí)用價(jià)值。
　　 本文在綜述發(fā)展枕型二維PSD的原因、闡明本文選題依據(jù)之后,首先研

2、究了PSD有關(guān)的理論問(wèn)題。詳細(xì)地介紹了PSD基于的pn結(jié)的縱向光電效應(yīng)與橫向光電效應(yīng)、Lucovusky方程以及Gear定理的一種證明,并根據(jù)Gear定理設(shè)計(jì)了有效光敏面為8mm×8mm枕型二維PSD。
　　 在制作工藝方面,制作枕型二維PSD的關(guān)鍵在于Gear定理的滿足,即單位長(zhǎng)度邊界電阻應(yīng)等于光敏區(qū)的方塊電阻與邊框曲率半徑的比。在比較半導(dǎo)體工藝中常用的摻雜技術(shù)后,由于離子注入的均勻性好,摻雜能精確控制且適合制作淺結(jié),故選用離

3、子注入摻雜方法形成邊界與光敏面薄層電阻,并詳細(xì)介紹了器件制作流程與工藝。
　　 本文還對(duì)枕型二維PSD的信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行了研究,并對(duì)其進(jìn)行了位置線性度測(cè)量,與日本濱松的枕型PSD器件參數(shù)比較,我們制作的枕型PSD的位置線性度達(dá)到或者優(yōu)于其標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到了設(shè)計(jì)的目標(biāo)。
　　 最后,研究了枕型二維PSD的極間電阻與Gear定理之間的關(guān)系,可由具體器件的極間電阻確定其單位長(zhǎng)度的邊界電阻與光敏區(qū)方塊電阻,從而可以用Gear定理來(lái)判別