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超饱和硫掺杂硅材料制备及性能研究

超饱和硫掺杂硅材料制备及性能研究

来源:
2015/07/23
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  关键字:超饱和掺杂;正电子湮没技术;脉冲激光;红外增强吸收

  本文分别利用脉冲激光气相掺杂和离子注入的方法制备了超饱和硫掺杂硅材料,采用传统热炉和准分子激光对掺杂样品进行了退火处理,研究了脉冲激光通量、波长、扫描速率、离子注入条件及退火工艺对样品表面形貌、光吸收率、载流子浓度及迁移率的影响。利用扫描电镜、拉曼光谱及正电子湮没等手段对样品表面形貌、晶体结构、缺陷等微结构信息进行了表征。实验结果表明:样品表面形貌对材料可见光范围内的吸收率具有增强作用,这主要是由于可见光在样品表面经过多次反射被高效吸收;与传统热炉退火相比,脉冲激光退火后的样品在红外波长范围内的光吸收率下降较少,这是由于传统热炉退火后掺杂样品的部分硫杂质析出所致,说明了硅中超饱和掺入的硫杂质对体系的红外增强吸收特性具有重要作用;多普勒展宽谱表明体系的光电性能与退火工艺、表面形貌及缺陷等微观结构密切相关。在此基础上,利用所制备的材料研制出了具有室温低偏压高增益性能的探测器,并对其增益机理及红外响应特性进行了初步探讨。

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