栅控SOI横向PIN光电二极管的理论与实验研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第17-30页 |
| 1.1 光电探测器的研究背景 | 第17-24页 |
| 1.1.1 光电探测器 | 第17-18页 |
| 1.1.2 PIN光电探测器 | 第18-19页 |
| 1.1.3 SOI PIN光电探测器 | 第19-23页 |
| 1.1.4 现有SOI横向PIN光电探测器的不足 | 第23-24页 |
| 1.2 光电探测器的应用 | 第24-25页 |
| 1.3 石墨烯及其特性 | 第25-27页 |
| 1.4 本文的主要内容与安排 | 第27-30页 |
| 1.4.1 本文主要内容 | 第27-28页 |
| 1.4.2 本文结构安排 | 第28-30页 |
| 第2章 栅控SOI横向PIN光电二极管的电学性能 | 第30-45页 |
| 2.1 器件理论模型 | 第30-35页 |
| 2.1.1 PIN光电二极管的工作原理及器件性能 | 第30-33页 |
| 2.1.2 ITO栅控光电二极管的器件原理示意图 | 第33页 |
| 2.1.3 器件全耗尽状态 | 第33-35页 |
| 2.2 器件特性的数值模拟仿真 | 第35-40页 |
| 2.2.1 器件光学响应度的数值仿真 | 第35-39页 |
| 2.2.2 栅控PIN光电二极管的暗电流特性 | 第39-40页 |
| 2.3 器件实验模型 | 第40-44页 |
| 2.3.1 器件结构 | 第40-41页 |
| 2.3.2 背栅压下的耗尽机制 | 第41-42页 |
| 2.3.3 器件性能的实验测量 | 第42-44页 |
| 2.4 小结 | 第44-45页 |
| 第3章 器件特性与局部退火 | 第45-76页 |
| 3.1 微加热平台及MEMS后端工艺 | 第45-51页 |
| 3.1.1 器件结构与MEMS后端工艺 | 第45-48页 |
| 3.1.2 SOI横向PIN二极管 | 第48-49页 |
| 3.1.3 局部退火操作 | 第49-51页 |
| 3.2 PIN二极管性能与局部退火 | 第51-65页 |
| 3.2.1 正向电流-电压特性 | 第51-57页 |
| 3.2.2 反向漏电流 | 第57-59页 |
| 3.2.3 二极管的光响应 | 第59-60页 |
| 3.2.4 载流子寿命以及表面复合速率 | 第60-64页 |
| 3.2.5 PIN二极管的低频噪声特性 | 第64-65页 |
| 3.3 二极管反向漏电流的仿真与分析 | 第65-75页 |
| 3.3.1 半导体中载流子的基本复合机制 | 第66-67页 |
| 3.3.2 零栅压下的薄膜SOI横向PIN二极管 | 第67-69页 |
| 3.3.3 施加栅极电压 | 第69-75页 |
| 3.4 小结 | 第75-76页 |
| 第4章 SOI横向PIN二极管的光学性能 | 第76-93页 |
| 4.1 多堆叠层中光的传播 | 第76-80页 |
| 4.1.1 半导体硅中光的产生与传播 | 第76-78页 |
| 4.1.2 传输矩阵法 | 第78-80页 |
| 4.1.3 反射率、透光率和吸收率 | 第80页 |
| 4.2 基于传输矩阵法的器件光学仿真 | 第80-85页 |
| 4.2.1 底部反射器为材料金的PIN二极管 | 第80-84页 |
| 4.2.2 底部反射层器为材料铝的PIN二极管 | 第84-85页 |
| 4.3 器件响应度的实验测量 | 第85-89页 |
| 4.3.1 常温下的测量 | 第85-86页 |
| 4.3.2 响应度与本征区长度的关系 | 第86-88页 |
| 4.3.3 响应度与底部反射层的关系 | 第88-89页 |
| 4.4 器件的光分辨及高温应用 | 第89-92页 |
| 4.4.1 多波长探测 | 第89-90页 |
| 4.4.2 高温应用 | 第90-92页 |
| 4.5 小结 | 第92-93页 |
| 第5章 石墨烯栅控SOI横向PIN二极管 | 第93-105页 |
| 5.1 器件制作工艺 | 第93-98页 |
| 5.1.1 XeF_2硅衬底刻蚀 | 第93-95页 |
| 5.1.2 石墨烯转移 | 第95-96页 |
| 5.1.3 板上芯片技术 | 第96-98页 |
| 5.2 无光照下的电性测定 | 第98-99页 |
| 5.3 器件的光响应 | 第99-104页 |
| 5.3.1 在可见光波长范围 | 第100-101页 |
| 5.3.2 在紫外光波长范围 | 第101-102页 |
| 5.3.3 光学仿真分析 | 第102-103页 |
| 5.3.4 石墨烯栅压控制 | 第103-104页 |
| 5.4 小结 | 第104-105页 |
| 结论与展望 | 第105-107页 |
| 参考文献 | 第107-118页 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 | 第118-120页 |
| 致谢 | 第120-121页 |
