[發明專利]一種氦離子注入提升硅基探測器紅外響應的方法

在審

• 申請號: 202111008464.3
• 申請日: 2021-08-31
• 公開（公告）號: CN113764542A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 胡小龍;王昭;張子彧;鄒鍇
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0288
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

1.一種氦離子注入提升硅基探測器紅外響應的方法，其特征在于，所述方法包括：

將氦離子注入硅材料中產生缺陷態，當入射到硅基光電探測器上的光功率發生改變時，缺陷態吸收效應與表面態吸收效應同時作用會導致硅基光電探測器的光敏區域的導納發生變化，實現硅基光電探測器對紅外波段光功率的監測；

所述硅基光電探測器為基于表面態吸收原理的垂直耦合透明光電探測器，包括：光敏探測器和信號讀出電路。

2.根據權利要求1所述的一種氦離子注入提升硅基探測器紅外響應的方法，其特征在于，所述光敏探測器由光敏面、氧化層、金電極、及襯底組成，待測光信號入射到光敏面上時，通過亞帶隙吸收改變器件導納。

3.根據權利要求1所述的一種氦離子注入提升硅基探測器紅外響應的方法，其特征在于，所述氦離子注入采用氦離子顯微鏡，

使用30kV的加速電壓采用掃描的方式注入，每次注入針對0.25×0.25nm²的格點，直至遍歷整個目標注入區域。

4.根據權利要求1所述的一種氦離子注入提升硅基探測器紅外響應的方法，其特征在于，所述信號讀出電路以器件導納作為讀出信號，

所述信號讀出電路由跨阻放大器和鎖相放大器組成，所述鎖相放大器提供交流驅動電壓，電流信號經所述跨阻放大器放大后輸入至所述鎖相放大器的接收端進行信號處理，測得器件的導納變化；

通過校準過的光功率與導納變化的關系曲線，計算出器件探測到的光功率。

5.根據權利要求1所述的一種氦離子注入提升硅基探測器紅外響應的方法，其特征在于，所述方法還包括：

氦離子注入硅基光電探測器后，經測試得到不同光功率下器件導納與驅動電壓源工作頻率的關系，找到導納變化最明顯的頻率作為工作點；

確定工作頻率后，重新標定不同波長下光功率與導納變化的關系。