Sensitivity improvement in porous silicon microwave detector

Abstract

Attempts to use microporous silicon structures in detection of microwave radiation were investigated. Point-contact-like samples containing microporous silicon layers were manufactured using traditional technique of electrochemical etching of p-type crystalline silicon. The response of the structures to microwave radiation of 10 GHz frequency was studied. It is shown that the microporous silicon containing samples exhibited sensitivity by several orders higher than that of similar detectors having no porous layers. The results were analysed within the model of hot carrier effects.

Tirtos mikrobangų spinduliuotė detektavimo galimybės naudojant mikroakytojo silicio (μASi) darinius. Gamybai naudotos p tipo 0,4[...] cm specifinės varžos (100) plokštumos kristalinio silicio plokštelės. μASi sluoksniai pagaminti elektrocheminio ėsdinimo būdu naudojant HF ir etanolio (1:2) elektrolito tirpalą. Garinant vakuume, pagaminti aliuminio kontaktai, papildomai prieš tai difuzijos būdu į paviršines sritis įterpiant boro priemaišų. Atlikti bandinių, veikiant juos 10 GHz dažnio ir 2 μs trukmės mikrobangų spinduliuotės impulsais, eksperimentiniai tyrimai. Eksperimentai parodė, kad μASi dariniuose elektrovara atsiranda esant nuo dviejų iki trijų eilių mažesnėms spinduliuotės galioms, palyginti su kristalinio silicio dariniais. Nustatyta, kad nanodarinių su mikroakytuoju siliciu voltvatinis jautris yra nuo 10'3 iki 10'5 kartų didesnis už tokios pat sandaros kristalinio silicio darinių jautrį. Kokybiniam rezultatų aiškinimui pasitelkti karštųjų krūvininkų reiškinių pagrindu veikiančių detektorių modeliai: taškinio kontakto modelis ir nevienalytiškai susiaurinto darinio modelis. Gauti rezultatai rodo mikroakytojo silicio darinių perspektyvumą mikrobangų jutikliuose.