孙浚凯 王军转 施毅

(南京大学电子科学与工程学院， 南京 210023)

基于拜尔滤波片(bayer filter)彩色成像技术在集成度和分辨率都已经接近极限， 无滤波片(filter-free)的彩色成像单元得到广泛的关注和研究.纳米线自身腔模式可以实现对不同能量的光空间分布， 通过对纳米线形貌调控实现色彩分辨探测.本文使用有限元法构建了能依靠自身结构完成分光目的， 能够作为光探测器的锥形纳米线器件.数值模拟结果显示， 能够根据器件的顶半径、底半径、长度和材料等相关参数调整器件涵盖的波长范围和分辨率等重要参数， 并具体分析了如何进行调控.同时进一步分析了该结构在实际制备器件时以及不同角度入射光下的器件性能.这些研究结果对于将锥形结构纳米线作为光探测器的实际应用有重要的参考意义.

1 引 言

在传统的硅工艺中， 电荷耦合器件(chargecoupled device， CCD)色彩探测实现模式中， 需要在感光层上覆盖一层滤波阵列才能实现对RGB三原色的选择性识别.主要利用分色镜阵列， 也就是传统的R， G， B滤光片， 一般四个滤光片组成一组形成一个像素， 该层对光谱颜色进行区分， 并将不同颜色的光传递到下一层的CCD阵列中， 而最底层的CCD阵列层， 主要作用是用于感光、存储并转移光生电荷.尽管其器件性能一直有所突破[1]，但仍受制于传统CCD的结构.到目前为止， 其集成度与分辨率都己经逼近极限， 而且受限于光波衍射效应已经很难再有突破.

随着微加工工艺的发……