势垒层对黑硅光电探测器性能影响的研究_苏元捷

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势垒层对黑硅光电探测器性能影响的研究_苏元捷

势垒层对黑硅光电探测器性能影响的研究苏元捷＊，蒋亚东，吴志明，赵国栋（电子科技大学光电信息学院电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川成都６１００５４）摘要讨论势垒层Ｓｉ３Ｎ４的引入对黑硅光电探测器光电性能的影响。探测器采用金属－半导体－金属（ＭＳＭ）器件结构在黑硅层和电极间增加一层势垒层以提高肖特基势垒，从而减低器件的暗电流。实验表明，在相同的光照情况下，有势垒层的探测器暗电流比无势垒层的探测器暗电流至少低１个数量级，且势垒层厚度增加３０ｎｍ其暗电流降低约１个数量级，而光电流无明显改变。结果表明，沉积势垒层可有效地降低黑硅ＭＳＭ探测器的噪声电流，提高信噪比（ＳＮＲ）。关键词势垒层；暗电流；光电流；金属－半导体－金属（ＭＳＭ）；黑硅中图分类号ＴＮ２５３文献标识码Ａ文章编号１００５－００８６（２０１１）１０－１４３９－０４Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｂａｒｒｉｅｒｌａｙｅｒｏｎｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂｌａｃｋｓｉｌｉ－ｃｏｎｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓＳＵＹｕａｎ－ｊｉｅ＊，ＪＩＡＮＧＹａ－ｄｏｎｇ，ＷＵＺｈｉ－ｍｉｎｇ，ＺＨＡＯＧｕｏ－ｄｏｎｇ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｈｉｎＦｉｌｍｓａｎｄＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＤｅｖｉｃｅｓ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｕｎｉ－ｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５４，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＳｉ３Ｎ４ｂａｒｒｉｅｒｌａｙｅｒｏｎｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂｌａｃｋｓｉｌ－ｉｃｏｎｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ．Ａｂａｒｒｉｅｒｌａｙｅｒｉｓａｄｄｅｄｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｂｌａｃｋｓｉｌｉｃｏｎｌａｙｅｒａｎｄｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｉｎｔｈｅｍｅｔ－ａｌ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ－ｍｅｔａｌ（ＭＳＭ）ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅＳｃｈｏｔｔｋｙｂａｒｒｉｅｒ，ｌｅａｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｅ－ｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｄａｒｋｃｕｒｒｅｎｔ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｌｉｇｈｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｄａｒｋｃｕｒ－ｒｅｎｔｏｂｔａｉｎｅｄｂｙａｄｄｉｎｇｂａｒｒｉｅｒｌａｙｅｒｉｓｏｎｅｏｒｄｅｒｏｆｍａｇｎｉｔｕｄｅｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｅｏｎｅｗｉｔｈｏｕｔｂａｒｒｉｅｒｌａｙｅｒａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｓｂｙｏｎｅｏｒｄｅｒｏｆｍａｇｎｉｔｕｄｅｗｈｅｎｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｔｈｅｌａｙｅｒａｄｄｓｅｖｅｒｙ３０ｎｍ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔｄｏｅｓｎｏｔｃｈａｎｇｅｏｂｖｉｏｕｓｌｙ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｌｏｗｅｒｓｎｏｉｓｅｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－ｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ（ＳＮＲ）ｏｆｂｌａｃｋｓｉｌｉｃｏｎｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ．ＫｅｙｗｏｒｄｓｂａｒｒｉｅｒＬａｙｅｒ；ｄａｒｋｃｕｒｒｅｎｔ；ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ；ｍｅｔａｌ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ－ｍｅｔａｌ（ＭＳＭ）；ｂｌａｃｋｓｉｌｉｃｏｎ１引言黑硅材料具有许多优良的光电特性，如对从近紫外～近红外波段的光都能吸收，且吸收率高达９０％［１］。如此卓越的吸收率使其成为制作高灵敏度红外探测器［２］、高量子效率雪崩二极管（ＡＰＤ）［３］及高响应度红外二极管的理想材料［４］，在遥感、光通讯及微电子等领域都具有重要的潜在应用价值［５］。被誉为相当于６０年前半导体的新材料。基于黑硅材料的光传感器具有超高灵敏度、宽光谱探测等许多优点。这些卓越的性能保证了黑硅光传感元件能够捕捉到极其微弱的光线，所以是制作夜视仪和太阳能电池［６］的理想材料。此外，黑硅还可以用来制造在光纤通讯、天文领域和安保系统中应用广泛的红外线传感元件，是光电探测领域中极具发展潜力的新型材料。目前，较为广泛制作黑硅的方法为使用飞秒［７］或纳秒［８］激光脉冲在一定气体氛围下（一般为ＳＦ６）照射单晶硅表面从而得到准阵列排列的 μ ｍ量级尖锥结构［９，１０］。但是，这种方法不仅所需设备昂贵、操作难度高，还会产生Ｈ２Ｓ等有害气体。本研究利用湿法刻蚀工艺［１１］对单晶硅进行腐蚀，得到吸收率高、吸收光谱宽的多孔硅微结构。值得指出的是，这种方法不仅成本低，而且相对成熟，克服了飞秒激光器制备黑硅材料工艺复杂、设备昂贵、难与传统硅制造技术兼容的问题［１２］。并且利用该黑硅材料制备了金属－半导体－金属（ＭＳＭ）结构光电探测单元器件。ＭＳＭ光电探测器是上世纪８０年代中后期开始引起重视的一种新型光电探测器，它具有响应速度快［１３］、电容小、工艺简单、平面结构及容易与ＦＥＴ－ＩＣ集成［１４］等优点。近年来，国内外对于ＭＳＭ光探测器的研究在制造模拟等方面光电子激光第２２卷第１０期２０１１年１０月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬａｓｅｒＶｏｌ．２２Ｎｏ．１０Ｏｃｔ．２０１１＊Ｅ－ｍａｉｌｄｉｃｋｓｕ２５＠１６３．ｃｏｍ收稿日期２０１１－０３－０７修订日期２０１１－０５－１７基金项目国家自然科学基金创新研究群体科学基金（６１０２１０６１）；中国博士后科学基金资助项目（２００９０４６１３３２）都取得了很大的成就，其器件的带宽已经达到上百ＭＨｚ，最近更达到超过５００ＭＨｚ的程度［１５］，对紫外区域也有优良的光谱响应特性［１６］。此外，这种结构的器件将比具有垂直结构的ＰＩＮ和ＡＰＤ更适于高速单片光电集成［１７］，在光纤通讯中的光电信号转换部分具有广泛的应用［１８］。以黑硅材料作为光吸收层的ＭＳＭ光电传感器具有超高灵敏度、探测光谱宽等许多优点，它克服了普通硅在大于１１００ｎｍ波段区域光吸收率低的缺点，对紫外－近红外波段的光（０．２５～２．５ μ ｍ）几乎全部吸收［１９～２１］。２实验采用湿法腐蚀的方法对Ｓｉ片（１００）表面（Ｒ＝８ Ω ／ｃｍ２）进行刻蚀得到黑硅材料，进而通过ＭＥＭＳ技术制造出探测器。器件结构如图１所示，具体实验步骤如下１）用碱性溶液（２．８９ｇＫＯＨ＋５０ｍＬ去离子水＋１５ｍＬ异丙醇）在８５℃ 水浴加温环境对Ｓｉ３Ｎ４为掩膜的Ｓｉ片进行刻蚀，得到柱状阵列结构；２）配置反应溶液（Ｖ（Ｈ２Ｏ２） ∶ Ｖ（Ｈ２Ｏ） ∶ Ｖ（ＨＦ）＝５ ∶ ２ ∶ １，Ｖ（ＨＡｕＣＩ４）＝１ｍＬ，Ｖ（乙醇）＝２ｍＬ），用胶头滴管将其均匀地滴在Ｓｉ片上进行腐蚀，形成了多孔状微结构，如图２所示；３）利用ＰＥＣＶＤ在多孔结构上沉积厚度分别为３０、６０和９０ｎｍ的Ｓｉ３Ｎ４，作为黑硅材料和Ａｌ电极间的势垒层；４）利用真空蒸发镀膜机在势垒层表面蒸镀Ａｌ，作为电极；５）光刻出ＭＳＭ结构的叉指电极；６）使用德国ＦＨＲ公司进口的ＲＩＥ干法刻蚀系统，将电极图形转移到Ｓｉ３Ｎ４势垒层。图１器件结构示意图Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆａｖｅｒｔｉｃａｌｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＭＳＭｂｌａｃｋｓｉｌｉｃｏｎｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ图２湿法刻蚀后多孔结构的ＳＥＭ图像Ｆｉｇ．２ＳＥＭｐｈｏｔｏｏｆｐｏｒｏｕｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｆｔｅｒｗｅｔｅｔｃｈｉｎｇ３实验结果与讨论３．１势垒层对探测器暗电流的影响探测器的电极宽度和间距均为５ μ ｍ。叉指电极分别收集于两个面积为５ｍｍ５ｍｍ的总电极。用Ｋｅｉｔｈｌｅｙ４２００测量其暗电流，电压测试范围为－５Ｖ～５Ｖ，步进为０．１Ｖ。所得结果如图３所示。图３势垒层厚度对探测器暗电流的影响Ｆｉｇ．３Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｂａｒｒｉｅｒｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｎｄａｒｋｃｕｒｒｅｎｔｏｆｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ由图３可知，势垒层的引入使探测器暗电流有了显著的下降。其中没有势垒层的器件暗电流约为１．０ｍＡ，而引入了势垒层的暗电流均低于０．１ｍＡ。在偏置电压为４Ｖ处，没有势垒层的器件暗电流为１．３４ｍＡ，势垒层厚为３０ｎｍ的器件暗电流为０．１５ｍＡ，势垒层厚为６０ｎｍ的器件暗电流为８２．２ μ Ａ，势垒层厚为９０ｎｍ的器件暗电流为２．６８ μ Ａ。可见，势垒层每增加３０ｎｍ，其暗电流降低大约１个数量级，即随着器件势垒层厚度的增加，暗电流的饱和值呈现出降低趋势，且在厚为９０ｎｍ时达到最小值。具有势垒增强层的ＭＳＭ结构的有效势垒高度为［２２］φ ＝ｑａ２Ｎａ２ ε Ｎｄ（Ｎａ＋Ｎｄ）＋ｋＴｑｌｎ（ＮｃＮｄ）（１）其中Ｎｃ为导带有效态密度；Ｎｄ为光吸收层的掺杂浓度；ａ为势垒层的厚度；Ｎａ为势垒层的掺杂浓度。由式（１）可知，有效势垒高度 φ 随势垒层厚度ａ的增加而增加。势垒的提高使得器件暗电流减少。因此，总体表现为暗电流随着势垒层厚度的加大而逐渐减小。此外，由图３可知，势垒层的引入使得暗电流的阈值电压明显增加，随着势垒层厚度的增加逐渐加大。在势垒层厚为３０ｎｍ时其阈值电压为０．３Ｖ，当厚为６０ｎｍ时其阈值电压增到１．４Ｖ，在厚为９０ｎｍ时达到最大值２．６Ｖ。这说明，势垒层的加入提高了探测器的肖特基势垒高度，且肖特基势垒高度随着势垒层的增加而升高。３．２势垒层对探测器光电流的影响探测器的电极宽度和间距均为５ μ ｍ。叉指电极分别收集于两个面积为５ｍｍ５ｍｍ的总电极。使用高亮度相氙灯光源系统，调节光照强度使探测器的接收光强为１００ μ Ｗ／ｃｍ２，再用Ｋｅｉｔｈｌｅｙ４２００测量其光电流，电压测试范围为－５Ｖ～５Ｖ，步进为０．１Ｖ。所得结果如图４所示。从图４可以看出，光电流随势垒层厚度的增加而递减，并且减小趋势较明显。在偏置电压为４Ｖ处，无势垒层的器件光电流为４．０４ｍＡ，势垒层厚为３０ｎｍ的器件光电流为４．１２ｍＡ，势垒层厚为６０ｎｍ的器件光电流为０．９４ｍＡ，势垒层厚为９０ｎｍ的器件光电流为０．４７ｍＡ。这主要因为势垒层的增厚０４４１光电子激光２０１１年第２２卷使器件的肖特基势垒高度增加，光生载流子需要克服更高的势垒才能从半导体进入金属电极。在势垒层厚为３０ｎｍ时势垒高度相对较低，绝大部分的光生载流子能量足以克服势垒高度而进入金属区域并被电极收集成电流，故这时的光电流与没加势垒层时的光电流无较大变化。而对于６０ｎｍ和９０ｎｍ的势垒层，其势垒高度相对较高，大部分光生载流子的能量无法克服势垒，所以大部分载流子都不会被电极收集而形成电流。因此，６０ｎｍ和９０ｎｍ势垒层器件的光电流相对于无势垒层器件的光电流明显降低。如图４所示，势垒层厚为３０ｎｍ时的光电流相对于没有势垒层时的光电流无明显降低，但势垒层厚为６０ｎｍ或９０ｎｍ时的光电流相对于没有势垒层的光电流有较大衰减。ＭＳＭ光电探测器灵敏度Ｒ的表达式为［２３］Ｒ＝ＩｐｈＰｏｐｔ＝ＩｐｈＰｉｎＡＬ／（Ｗ＋Ｌ）（２）式中Ｉｐｈ为光电流；Ｐｉｎ为入射光照度；Ａ为叉指电极受光面积；Ｌ和Ｗ分别为叉指电极的间距和宽度。根据式（２），在偏置电压为４Ｖ时，没有势垒层的器件灵敏度Ｒ为０．２６９Ａ／Ｗ，势垒层厚３０ｎｍ时Ｒ为０．２７４Ａ／Ｗ，势垒层厚６０ｎｍ时Ｒ为０．０６２Ａ／Ｗ，势垒层厚９０ｎｍ时Ｒ为０．０３２Ａ／Ｗ。同样，在偏置电压为４Ｖ时，没有势垒层的器件信噪比（ＳＮＲ）为９．６ｄＢ，势垒层厚３０ｎｍ时ＳＮＲ为２８．７ｄＢ，势垒层厚６０ｎｍ时ＳＮＲ为２１．１ｄＢ，势垒层厚９０ｎｍ时ＳＮＲ为４４．９ｄＢ。由此可见，势垒层３０ｎｍ的探测器灵敏度相对于没加势垒层的探测器灵敏度无明显改变，而势垒层６０ｎｍ和９０ｎｍ时探测器的灵敏度比无势垒层时低约１个数量级；在ＳＮＲ方面，势垒层３０ｎｍ的探测器相对于无势垒层的探测器有显著提高。所以，结合灵敏度和ＳＮＲ两方面综合考虑，势垒层最佳厚度应为３０ｎｍ。图４势垒层厚度对探测器光电流的影响Ｆｉｇ．４Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｂａｒｒｉｅｒｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｎｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔｏｆｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ４结论选择合适的势垒层厚度不仅可以有效地降低暗电流、提高探测器ＳＮＲ，同时还能保证有足够的光生载流子能克服势垒并被电极收集，从而使探测器具有较高的灵敏度。由测试结果可知，暗电流随着势垒层厚度的增加呈下降趋势，且每增厚３０ｎｍ其暗电流饱和值降低约１个数量级；而光电流随着势垒层厚度的增加呈先稳定后降低的趋势，且随着厚度的增加降低速度逐渐增加。鉴此，结合探测器灵敏度和ＳＮＲ两方面综合考虑，实验所得的最佳势垒层厚为３０ｎｍ。因为该厚度不但可以有效地降低器件暗电流（约降低１个数量级）进而提高了探测器ＳＮＲ，而且能保证光生载流子有效地被电极收集，从而使探测器的灵敏度几乎等同于没有势垒层时的灵敏度。这也符合之前研究表明的以２０～４０ｎｍ作为势垒层的理想厚度推断［２４］。参考文献［１］ＣｒｏｕｃｈＣＨ，ＣａｒｅｙＪＥ，ＳｈｅｎＭ，ｅｔａｌ．Ｉｎｆｒａｒｅｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｂｙｓｕｌｆｕｒ－ｄｏｐｅｄｓｉｌｉｃｏｎｆｏｒｍｅｄｂｙｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄｌａｓｅｒｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＡｐｐｌＰｈｙｓＡ，２００４，７９（７）１６３５－１６４１．［２］ＨｕａｎｇＺ，ＣａｒｅｙＪＥ，ＬｉｕＭ，ｅｔａｌ．Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｓｉｌｉｃｏｎｐｈｏｔｏ－ｄｅｔｅｃｔｏｒ［Ｊ］．ＡｐｐｌＰｈｙｓＬｅｔｔ，２００６，８９（３）１－３．［３］ＭｙｅｒｓＲＡ，ＦａｒｒｅｌｌＲ，ＫａｒｇｅｒＡＭ，ｅｔａｌ．Ｅｎｈａｎｃｉｎｇｎｅａｒ－ｉｎｆｒａ－ｒｅｄａｖａｌａｎｃｈｅｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｙｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄｌａｓｅｒｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ［Ｊ］．Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ，２００６，４５（３５）８８２５－８８３１．［４］ＣａｒｅｙＪＥ，ＣｒｏｕｃｈＣＨ，ＳｈｅｎＭ，ｅｔａｌ．Ｖｉｓｉｂｌｅａｎｄｎｅａｒ－ｉｎｆｒａｒｅｄｒｅｓｐｏｎｓｉｖｉｔｙｏｆｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ－ｌａｓｅｒｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｓｉｌｉｃｏｎｐｈｏ－ｔｏｄｉｏｄｅｓ［Ｊ］．Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ，２００５，３０（１４）１７７３－１７７５．［５］ＪＩＡＮＧＪｉｎｇ，ＷＵＺｈｉ－ｍｉｎｇ，ＷＡＮＧＴａｏ，ｅｔａｌ．Ａｎｅｗｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎａ－ｒｙｍａｔｅｒｉａｌＢｌａｃｋｓｉｌｉｃｏｎ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌＲｅｖｉｅｗ，２００９，２４（４）１２２－１２６．姜晶，吴志明，王涛，等．革命性的新材料黑硅［Ｊ］．材料导报，２００９，２４（４）１２２－１２６．［６］ＳｖｅｔｏｓｌａｖＫｏｙｎｏｖ，ＭａｒｔｉｎＳＢｒａｎｄｔ，ＭａｒｔｉｎＳｔｕｔｚｍａｎｎ．Ｂｌａｃｋｎｏｎｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇｓｉｌｉｃｏｎｓｕｒｆａｃｅｓｆｏｒｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ，２００６，８８（２０）１－３．［７］ＨｅｒＴＨ，ＦｉｎｌａｙＲＪ，ＷｕＣ，ｅｔａｌ．Ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄｌａｓｅｒ－ｉｎｄｕｃｅｄｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｐｉｋｅｓｏｎｓｉｌｉｃｏｎ［Ｊ］．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ａ，２０００，７０（４）３８３－３８５．［８］ＣｒｏｕｃｈＣＨ，ＣａｒｅｙＪＥ，ＷａｒｒｅｎｄｅｒＪＭ，ｅｔａｌ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄａｎｄｎａｎｏｓｅｃｏｎｄｌａｓｅｒ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｓｉｌｉｃｏｎ［Ｊ］．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ，２００４，８４（１１）１８５０－１８５２．［９］ＴｓｉｎｇｈｕａＨ，ＲｉｃｈａｒｄＪ，Ｆｉｎｌａｙ，ＣｌａｕｄｉａＷｕ，ｅｔａｌ．Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕ－ｒｉｎｇｏｆｓｉｌｉｃｏｎｗｉｔｈｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄｌａｓｅｒｐｕｌｓｅｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ，１９９８，７３（１２）１６７３－１６７５．［１０］ＺＨＡＯＭｉｎｇ，ＹＩＮＧａｎｇ，ＺＨＵＪｉｎｇ－ｔａｏ，ｅｔａｌ．Ｐｉｃｏｓｅｃｏｎｄｐｕｌｓｅｌａｓｅｒｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇｏｆｓｉｌｉｃｏｎ［Ｊ］．Ｃｈｉｎ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，２００３，２０（１０）１７８９－１７９１．［１１］ＦＡＮＪｉｎｇ－ｍｅｉ，ＷＡＮＧＬｉａｎｇ－ｃｈｅｎ，ＬＩＵＺｈｉ－ｑｉａｎｇ．ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｅｎｉｎｇｏｎＧａＮｂａｓｅｄｖｅｒｔｉｃａｌｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓＬＥＤｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＯＰｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬａｓｅｒ，２００９，２０（８）９９４－９９６．樊晶美，王良臣，刘志强．表面粗化对ＧａＮ基垂直结构ＬＥＤ出光效率的影响［Ｊ］．光电子激光，２００９，２０（８）９９４－９９６．［１２］ＧＵＯＺｈｅｎｇ－ｙｕ，ＷＵＺｈｉ－ｍｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＡｎ－ｙｕａｎ，ｅｔａｌ．Ｆａｂｒｉｃａ－ｔｉｏｎｏｆｂｌａｃｋｓｉｌｉｃｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓｂｙｗｅｔｅｔｃｈｉｎｇａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａ－ｔｉｏｎ［Ａ］．ＳＰＩＥ［Ｃ］．２０１０，７６５８１－７．［１３］ＨｕａｎｇＹ，ＣｈｅｎＤＪ，ＬｕＨ，ｅｔａｌ．Ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｅｌｅｃｔｒｏｎ－ｇａｓ－ｂａｓｅｄＡＩＧａＮ／ＧａＮｍｅｔａｌ－ｓｅｍｉ－ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ－ｍｅｔａｌｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ，２０１０，９６１４４１第１０期苏元捷等势垒层对黑硅光电探测器性能影响的研究（２４）１－３．［１４］ＷＡＮＧＫａｉ，ＣＨＥＮＦｅｎｇ，ＧｅｏｒｇｅＢｅｌｅｖ，ｅｔａｌ．Ｌａｔｅｒａｌｍｅｔａｌ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ－ｍｅｔａｌｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓｂａｓｅｄｏｎａｍｏｒｐｈｏｕｓｓｅ－ｌｅｎｉｕｍ［Ｊ］．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ，２００９，９５（１）１－３．［１５］ＷＵＳｈｕ，ＬＩＮＳｈｉ－ｍｉｎｇ，ＬＩＵＷｅｎ－ｋａｉ．Ａｎｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｍｏｄ－ｅｌｏｆｍｅｔａｌ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ－ｍｅｔａｌｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬａｓｅｒ，２００１，１２（６）５５２－５５５．武术，林世鸣，刘文楷．ＭＳＭ光探测器的等效电路模型［Ｊ］．光电子激光，２００１，１２（６）５５２－５５５．［１６］ＷＥＩＭｉｎ，ＤＥＮＧＨｏｎｇ，ＤＥＮＧＸｕｅ－ｒａｎ，ｅｔａｌ．ＭＳＭｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃ－ｔｏｒｓｂａｓｅｄｏｎＡＩｘＺｎ１－ｘＯａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬａｓｅｒ，２０１１，２２（２）２２８－２３１．韦敏，邓宏，邓雪然，等．ＡＩｘＺｎ１－ｘＯ合金ＭＳＭ光电探测器的研究［Ｊ］．光电子激光，２０１１，２２（２）２２８－２３１．［１７］ＳＨＩＣｈａｎｇ－ｘｉｎ．Ｍｅｔａｌ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ－ｍｅｔａｌｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ［Ｍ］．ＳｈａｎｇｈａｉＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ，２０００，４．史常忻．金属－半导体－金属光电探测器［Ｍ］．上海上海交通大学出版社，２０００．４［１８］ＺＨＵＨｏｎｇ－ｗｅｉ，ＳＨＩＣｈａｎｇ－ｘｉｎ，ＣＨＥＮＹｉｎ－ｘｉｎ．ＰｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＩｎＧａＡｓＭＳＭ－ＰＤｗｉｔｈｅｘｔｒｅｍｅｌｙｌｏｗｄａｒｋｃｕｒｒｅｎｔ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ，１９９７，１８（１）２２－２６．朱红卫，史常忻，陈益新．极低暗电流ＩｎＧａＡｓＭＳＭ－ＰＤ的光电特性研究［Ｊ］．半导体学报，１９９７，１８（１）２２－２６．［１９］ＹｏｕｎｋｉｎＲＪ，ＣａｒｅｙＪＥ，ＭａｚｕｒＥ，ｅｔａｌ．Ｉｎｆｒａｒｅｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｂｙｃｏｎｉｃａｌｓｉｌｉｃｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｍａｄｅｉｎｖａｒｉｅｔｙｏｆｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｇａｓｅｓｕｓｉｎｇｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄｌａｓｅｒｐｕｌｓｅｓ［Ｊ］．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２００３，９３（５）２６２６－２６２９．［２０］ＣｒｏｕｃｈＣＨ，ＣａｒｅｙＪＥ，ＳｈｅｎＭ，ｅｔａｌ．Ｉｎｆｒａｒｅｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｂｙｓｕｌｆｕｒ－

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