金剛石具有良好的光電性能,如高熱導(dǎo)率、低介電常數(shù)、高擊穿電壓、高的載流子遷移率以及極佳的抗輻射性能等。這些特性使得其有著作為高功率半導(dǎo)體器件以及探測(cè)器的極佳潛質(zhì)。而傳統(tǒng)的硅基紫外探測(cè)器盡管發(fā)展較為成熟,卻有著對(duì)紫外光敏感性不高,紫外可見光選擇度不夠,在高強(qiáng)度深紫外光輻射時(shí)輻射硬度低導(dǎo)致工作壽命短等缺陷,使其無法在導(dǎo)彈羽煙探測(cè)、空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、紫外光劑量測(cè)量等眾多領(lǐng)域中運(yùn)用。單晶金剛石具有極寬的禁帶（5.5e V）可以阻止其對(duì)可見光的響應(yīng),消除可見光的干擾,使得這一問題得到很好的解決。然而,之前的解決方法是直接用金剛石制作平面電極探測(cè)器,其性能大大受到了結(jié)構(gòu)的限制,浪費(fèi)了良好的屬性。為了解決這一問題,對(duì)金剛石進(jìn)行刻蝕加工制備3-D電極提升探測(cè)器的性能是可行的途徑,然而金剛石的加工不僅困難,成本還高,大大限制了其應(yīng)用。本文研究了金屬（尤其是鐵）在微波等離子體化學(xué)氣相沉積（MPCVD）裝置產(chǎn)生的氫等離子體中對(duì)單晶金剛石的催化刻蝕現(xiàn)象,將其進(jìn)行改進(jìn),得到了具有應(yīng)用價(jià)值的金剛石加工刻蝕方法,不僅節(jié)省成本,還可以同時(shí)對(duì)金剛石進(jìn)行原位的生長與刻蝕,有利于化簡工藝。同時(shí)MPCVD刻蝕與氫氣刻蝕相比安全性... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

紫外光波段分類

圖 1-3 叉指狀電極結(jié)構(gòu)圖結(jié)二極管探測(cè)器 p 型和 n 型摻雜的半導(dǎo)體接觸形外光的照射下會(huì)形成光生載流子。若加上正向偏壓，暗壓暗電流很小，因此器件一般工作在零偏壓或反向偏n 型二極管探測(cè)器 在 p-n 結(jié)二極管探測(cè)器的基礎(chǔ)上使得空間電荷區(qū)的范圍擴(kuò)大，形成 p-i-n 型二極管探測(cè)測(cè)器相似，然而擴(kuò)大的內(nèi)建電場區(qū)域會(huì)使得光吸收更容，提高響應(yīng)速率。p-i-n 型二極管探測(cè)器是最為常用幾種之外，還有其他結(jié)構(gòu)的探測(cè)器，甚至有半導(dǎo)體與液外探測(cè)器。液體與半導(dǎo)體接觸的情形十分復(fù)雜，也會(huì)形半導(dǎo)體界面處發(fā)生能帶彎曲，形成勢(shì)壘。這種結(jié)構(gòu)的外壓的情況下產(chǎn)生很高的光電流響應(yīng)，響應(yīng)的速度通常

.1 金剛石 3-D 紫外探測(cè)器的概念如前所述，MSM 型探測(cè)器由于具有對(duì)稱性常做成叉指電極的形式（圖 1結(jié)構(gòu)加大了有源區(qū)的面積，即使不使用半透明電極也可以極大地利用入射載流子。此前 MSM 的叉指電極一直做成平面電極結(jié)構(gòu)，即插值狀電極直接鍍?cè)诎耄ㄈ缃饎偸┑谋砻�，其單�?duì)叉指的截面結(jié)構(gòu)如圖 1-6 所示。該結(jié)構(gòu)合理剛石的表面進(jìn)行紫外光吸收，激發(fā)的載流子也可以在很小的范圍內(nèi)被電然而從圖中亦可看出，該結(jié)構(gòu)的電場集中分布在表面，使電場呈不規(guī)則的，甚至大部分的電場處于金剛石外，無法起到分離與收集載流子的作用。微靠內(nèi)部一點(diǎn)的區(qū)域電場強(qiáng)度即下降很多，而且由于金剛石的表面相比整的三維勢(shì)場只有不完整的原子勢(shì)，表面會(huì)存在二維重構(gòu)、其它元素終端陷存在的情況，表面的載流子遷移率要低很多，帶隙寬度也并非嚴(yán)格的 5.5載流子收集率低、噪聲增加。同時(shí)集中在表面的電場也會(huì)導(dǎo)致?lián)舸╇妷航荡┑膯栴}。


本文編號(hào)：3270227