飛秒激光輻照硅及硅光電探測器研究.pdf

1、硅半導體材料在集成電路與光電探測器的制造上有著廣泛的應用。近年來，硅半導體器件尺寸不斷變小，目前已經(jīng)縮小到了納米尺度，載流子在這個尺度內(nèi)的輸運時間大約在ps量級，這促使人們需要對越來越短的時間尺度內(nèi)硅的載流子動力學進行研究，傳統(tǒng)的電子學方法很難對這么短時間尺度內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象進行測量，超快光譜探測幾乎成了進行這類研究的唯—測試手段。此外，強光環(huán)境對硅探測器的應用帶來了極其重要的影響，以前實驗的加載手段主要是連續(xù)的或是脈寬為納秒量級以上的激光

2、，對于飛秒激光輻照硅探測器的研究還有待大力地開展。 本文對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器的效應進行了研究。首先在實驗中利用飛秒激光泵浦-探針技術(shù)，搭建了一個飛秒泵浦-探針反射率測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)時間分辨率達到約60fs，保證能有效地測量硅反射率的超快變化。在測量飛秒激光作用后硅的時間分辨瞬態(tài)反射率后，利用Drude模型基礎上導出的自由子流子濃度和反射率之間的關(guān)系，計算出飛秒激光作用