飛秒激光輻照硅及硅光電探測(cè)器研究.pdf

1、硅半導(dǎo)體材料在集成電路與光電探測(cè)器的制造上有著廣泛的應(yīng)用。近年來，硅半導(dǎo)體器件尺寸不斷變小，目前已經(jīng)縮小到了納米尺度，載流子在這個(gè)尺度內(nèi)的輸運(yùn)時(shí)間大約在ps量級(jí)，這促使人們需要對(duì)越來越短的時(shí)間尺度內(nèi)硅的載流子動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究，傳統(tǒng)的電子學(xué)方法很難對(duì)這么短時(shí)間尺度內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象進(jìn)行測(cè)量，超快光譜探測(cè)幾乎成了進(jìn)行這類研究的唯—測(cè)試手段。此外，強(qiáng)光環(huán)境對(duì)硅探測(cè)器的應(yīng)用帶來了極其重要的影響，以前實(shí)驗(yàn)的加載手段主要是連續(xù)的或是脈寬為納秒量級(jí)以上的激光

2、，對(duì)于飛秒激光輻照硅探測(cè)器的研究還有待大力地開展。 本文對(duì)飛秒激光輻照單晶硅后非平衡自由載流子濃度的超快變化過程及飛秒激光輻照硅光電探測(cè)器的效應(yīng)進(jìn)行了研究。首先在實(shí)驗(yàn)中利用飛秒激光泵浦-探針技術(shù)，搭建了一個(gè)飛秒泵浦-探針反射率測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)時(shí)間分辨率達(dá)到約60fs，保證能有效地測(cè)量硅反射率的超快變化。在測(cè)量飛秒激光作用后硅的時(shí)間分辨瞬態(tài)反射率后，利用Drude模型基礎(chǔ)上導(dǎo)出的自由子流子濃度和反射率之間的關(guān)系，計(jì)算出飛秒激光作用