Плазмонное поглощение инфракрасного излучения в периодических структурах Si /Si3N4 /SiO2 /Si /Al с окошечным поверхностным слоем

Abstract

Методом инфракрасной фурье-спектрометрии получены спектры пропускания и отражения периодических структур Si /Si3N4 /SiO2 /Si и Si /Si3N4 /SiO2 /Si /Al с окошечным поверхностным слоем до и после проведения термического отжига. Экспериментальные спектры пропускания и поглощения исследованы в сравнении с теоретическими спектрами, рассчитанными с помощью метода конечных разностей во временной области. Отмечена хорошая корреляция теоретических и экспериментальных спектров пропускания. Обнаружено, что после проведения термического отжига коэффициент пропускания структур снижается на 5–20 %. Продемонстрировано, что осаждение на обратную сторону структуры пленки алюминия толщиной 90 нм не влияет на коэффициент пропускания неотожженной структуры, но более чем на 20 % уменьшает коэффициент пропускания отожженной структуры. Показано, что интенсивность поглощения структуры n+-Si/poly-Si /Si3N4 /SiO2 /Si /Al не опускается ниже 70 % в диапазоне длин волн 2,5–9,0 мкм, при этом интенсивность пика поглощения на длине волны 4,3 мкм составляет 87 %. Установлено, что появление в спектрах поглощения отожженной структуры пиков поглощения на длинах волн 4,3 и 8,0 мкм может быть связано с возникновением плазмонных эффектов из-за периодичности структуры.