[发明专利]优化阻挡杂质带探测器阻挡层厚度的方法

权利要求书

1.一种优化阻挡杂质带探测器阻挡层厚度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：构建阻挡杂质带BIB探测器的结构模型；

步骤2：根据BIB探测器的结构模型构建相应的物理模型；

步骤3：制备实验测量样品，提取BIB探测器的物理模型的关键材料参数；测量的关键材料参数包括：样品的载流子迁移率及寿命、衬底掺杂浓度及厚度、吸收层掺杂浓度及厚度、阻挡层掺杂浓度及厚度；

步骤4：将太赫兹辐射从正面垂直照射到器件上，并根据步骤3中提取到的物理模型的关键材料参数选取一个固定偏压U_F，由数值模拟得到当正电极偏压U＝U_F时器件的归一化响应谱，并提取峰值波长λ_P；

步骤5：改变阻挡层厚度，由数值模拟得到当正电极偏压U＝U_F时，λ_P对应的峰值响应率R_P随阻挡层厚度h_B变化的曲线，得到拟合正电极偏压U_F下λ_P对应的峰值响应率R_P随阻挡层厚度h_B变化的曲线的函数式R_P(h_B)；

步骤6：由数值模拟分别得到不同阻挡层厚度下亮电流I_L随正电极偏压U变化的一系列曲线，其中，所述亮电流I_L即为器件受到太赫兹辐照时通过的电流；

步骤7：获取当正电极偏压U＝U_F时，亮电流I_L随阻挡层厚度h_B变化的曲线，得到拟合正电极偏压U_F下亮电流I_L随阻挡层厚度h_B变化的曲线的函数式I_L(h_B)；

步骤8：根据亮电流I_L与噪声电流谱密度n_i的对应关系以及步骤7所得的函数式I_L(h_B)，得到噪声电流谱密度n_i随阻挡层厚度h_B变化的函数式n_i(h_B)；

步骤9：定义探测器优值因子，并获取探测器优值因子随阻挡层厚度变化的曲线；具体地，定义峰值响应率R_P与噪声电流谱密度n_i之商，即R_P/n_i为探测器优值因子；

步骤10：根据探测器优值因子随阻挡层厚度变化的曲线确定最佳阻挡层厚度。

2.根据权利要求1所述的优化阻挡杂质带探测器阻挡层厚度的方法，其特征在于，所述步骤1包括：

步骤1.1：在高导衬底上依次形成吸收层、阻挡层和电极层；

步骤1.2：在电极层上形成正电极，在高导衬底上形成负电极。

3.根据权利要求1所述的优化阻挡杂质带探测器阻挡层厚度的方法，其特征在于，所述步骤2包括：联立泊松方程、电子与空穴的连续性方程、电子与空穴的电流密度方程，以及将载流子复合率及光生载流子产生率通过产生复合项加入连续性方程中，其中所述载流子复合项包括SRH复合、辐射复合和俄歇复合，光生载流子产生项通过耦合吸收系数模型来描述载流子的产生率，此外还需考虑载流子的低温冻析效应、势垒隧穿效应以及速度饱和效应，用有限元方法离散化联立迭代求解。

4.根据权利要求1所述的优化阻挡杂质带探测器阻挡层厚度的方法，其特征在于，所述步骤5包括：固定正电极偏压U为步骤4所述的固定偏压U_F，且固定入射波长λ为步骤4所得的λ_P，改变阻挡层厚度，由数值模拟得到λ_P对应的峰值响应率R_P随阻挡层厚度h_B变化的曲线，通过拟合正电极偏压U_F下λ_P对应的峰值响应率R_P随阻挡层厚度h_B变化的曲线，得到峰值响应率R_P关于不同阻挡层厚度h_B的函数式R_P(h_B)。