[发明专利]优化阻挡杂质带探测器阻挡层厚度的方法

摘要

本发明提供了一种优化阻挡杂质带探测器阻挡层厚度的方法，首先通过数值模拟及数据拟合得到阻挡杂质带探测器的最佳阻挡层厚度，该厚度能使探测器获得高响应率的同时也具有低的噪声，进而根据优化后的结果设计并制作了高性能阻挡杂质带探测器。该方法的优点在于，可以针对不同材料体系及不同外延工艺得到的阻挡杂质带探测器提取出相应的最佳阻挡层厚度，由此设计的探测器性能将具有最优值，从而避免为了提高器件性能而进行反复试片，极大地降低了研发成本。

主权项

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UF，由数值模拟得到当正电极偏压U＝UF时器件的归一化响应谱，并提取峰值波长λP；步骤5：改变阻挡层厚度，由数值模拟得到当正电极偏压U＝UF时，λP对应的峰值响应率RP随阻挡层厚度hB变化的曲线，得到拟合正电极偏压UF下λP对应的峰值响应率RP随阻挡层厚度hB变化的曲线的函数式RP(hB)；步骤6：由数值模拟分别得到不同阻挡层厚度下亮电流IL随正电极偏压U变化的一系列曲线，其中，所述亮电流IL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＝UF时，亮电流IL随阻挡层厚度hB变化的曲线，得到拟合正电极偏压UF下亮电流IL随阻挡层厚度hB变化的曲线的函数式IL(hB)；步骤8：根据亮电流IL与噪声电流谱密度ni的对应关系以及步骤7所得的函数式IL(hB)，得到噪声电流谱密度ni随阻挡层厚度hB变化的函数式ni(hB)；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RP与噪声电流谱密度ni之商，即RP/ni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。