電漿子增強矽基近紅外光偵檢器:以界面設計/工程提升元件光響應

專案詳細資料

Description

全矽(All silicon)光子技術近年來逐漸成為各國學研界的研究主題之一,其中在光學傳輸所需的近 紅外光(Near infrared, NIR)偵檢器方面,目前仍缺乏高品質的矽基NIR光偵檢器。由於矽晶的能隙過 大,本質上無法吸收適用於光通訊的NIR波段,各種利用製程技術在矽晶上達到NIR吸收之物理效 應相繼被提出,其中金屬-矽晶蕭特基(Schottky)接面二極體之結構由於製程簡單且易整合於矽晶積體 電路製程,所以極具應用潛力。過去幾年Schottky元件的研究多著重在探討表面電漿子共振行為對金 屬之光吸收率提升及其對元件光響應強度影響,然而在此矽晶電漿子光偵檢器結構中,金屬-半導體界 面之缺陷濃度對元件之光響應與敏感度皆有極大的影響。至目前為止,就我們所知,尚未有相關的實 驗研究著重在界面性質對蕭特基型光偵檢器特性之影響,因此本計晝第一年將分成兩項目執行:(1) 成長並調變界面層材料及其物理性質(如:電子親和力、厚度及鈍化效果等),藉以探討界面層對内部光 發射(Internal photoemission)載子傳輸之影響,並瞭解其降低反向飽和電流之效果及是否能有效提升元 件之光響應度。(2)以調整矽晶基板物理特性(如:摻雜濃度、於矽晶圓表面製作奈微米結構等)並結合成 長界面層材料,希冀能得出一優化之製程參數以有效降低反向飽和電流;並同時保持金屬中之熱電子 能有效穿隧或跨過界面,達到提升元件之光響應與靈敏度。計晝第二年將製備陽極氧化鋁模板製作週 期性奈米陣列於矽晶電漿子光偵檢器結構中,藉由陽極氧化鋁尺寸,控制金屬奈米陣列形貌大小,調 整金屬電漿共振特徵吸收波峰位置,並與第一年研究成果相結合,希冀達到提升元件之光響應與靈敏 度。
狀態已完成
有效的開始/結束日期1/08/1631/07/17

聯合國永續發展目標

聯合國會員國於 2015 年同意 17 項全球永續發展目標 (SDG),以終結貧困、保護地球並確保全體的興盛繁榮。此專案有助於以下永續發展目標:

  • SDG 13 - 氣候行動
  • SDG 17 - 為永續目標構建夥伴關係

指紋

探索此專案觸及的研究主題。這些標籤是根據基礎獎勵/補助款而產生。共同形成了獨特的指紋。