[发明专利]优化阻挡杂质带太赫兹探测器响应带宽的方法

摘要

本发明提供了一种优化阻挡杂质带太赫兹探测器响应带宽的方法，包括：首先通过数值模拟及数据拟合得到探测器响应带宽关于不同吸收层厚度的函数式，进而根据所述函数式及设计的最优响应带宽提取出最佳吸收层厚度，则按照该厚度制作的阻挡杂质带探测器可使探测器响应带宽达到最优。本发明的优点在于，可以针对不同材料体系及不同工艺条件得到的阻挡杂质带探测器提取出相应的最佳吸收层厚度，由此设计并制作的探测器响应带宽将具有最优值，从而避免为了优化响应带宽而进行反复试片，极大地缩短了研发周期并降低了研发成本。

主权项

1.一种优化阻挡杂质带太赫兹探测器响应带宽的方法，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：生长实验测量样品，提取BIB探测器的物理模型的关键材料参数，完成BIB探测器数值模型的构建；所述关键材料参数包括：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太赫兹探测器上，并根据步骤3提取到的物理模型的关键材料参数选取一个能使太赫兹探测器正常工作的固定偏压UF，由步骤3构建的数值模型得到当正电极偏压UA＝UF时太赫兹探测器的响应谱曲线，所述响应谱曲线即为太赫兹探测器响应率R随光子频率ν变化的曲线；步骤5：改变步骤4所述的数值模型的吸收层厚度，得到当正电极偏压UA＝UF时，不同吸收层厚度对应的太赫兹探测器响应谱的一系列曲线；步骤6：将步骤5得到的当正电极偏压UA＝UF时，不同吸收层厚度对应的太赫兹探测器响应谱的一系列曲线进行峰值归一化处理，得到当正电极偏压UA＝UF时，不同吸收层厚度对应的太赫兹探测器归一化响应谱的一系列曲线；步骤7：提取当正电极偏压UA＝UF时，响应带宽BW随吸收层厚度hA变化的曲线，得到拟合正电极偏压UF下响应带宽BW随吸收层厚度hA变化的曲线的函数式BW(hA)，其中，所述响应带宽即为太赫兹探测器归一化响应谱曲线的半高全宽；步骤8：由步骤7所述的函数式BW(hA)反推得到hA(BW)的表达式，并根据待测目标的发射谱确定拟设计的最优响应带宽BW之值，然后根据所述函数式hA(BW)及设计的最优响应带宽BW之值确定最佳吸收层厚度hA之值；步骤9：采用与步骤3中实验测量样品相同的材料体系和工艺条件在高导衬底上依次生长吸收层和阻挡层，其中吸收层厚度设计为步骤8所得的最佳吸收层厚度hA之值，然后再完成太赫兹探测器制作。