优化BIB探测器响应率的方法及BIB探测器技术

本发明专利技术提供了一种优化BIB探测器响应率的方法及BIB探测器，首先通过数值模拟及数据拟合得到探测器最佳工作温度关于不同工作偏压的函数式，进而根据该函数式及设置的工作偏压提取出相应的最佳工作温度，该工作温度在设置的工作偏压下能使制作的BIB探测器的响应率达到最优。本发明专利技术能够针对不同材料体系及不同工艺条件得到的BIB探测器提取出最佳工作温度与工作偏压的关系，由此得到工作偏压及相应最佳工作温度在内的最佳工作条件，根据最佳工作条件对探测器的工作偏压及工作温度进行设置，则探测器的响应率将具有最优值，从而避免为了优化响应率而对探测器的工作条件进行反复设置，极大地缩短了探测器的调试周期并提高了调试的准确度。

Method of optimizing response rate of Bib detector and bib detector

【技术实现步骤摘要】
优化BIB探测器响应率的方法及BIB探测器
本专利技术涉及半导体光电探测器技术，具体地，涉及一种优化BIB探测器响应率的方法及BIB探测器。
技术介绍
阻挡杂质带(BIB)探测器是一种远红外光电探测器，它的发展起源于本征光电导探测器和非本征光电导探测器。早期的本征光电导探测器的工作原理是价带电子吸收光子跃迁至导带，使导带电子数和价带空穴数均增加，从而增加了探测器的电导率；后来发展起来的非本征光电导探测器是在本征光电导探测器基础上利用掺杂在导带与价带的之间构建了一个杂质能带，杂质能带的电子通过吸收光子可以直接跃迁至导带，由此可减小吸收光子的能量以及延伸响应辐射的波长，此外，与本征光电导相比非本征光电导还具有另外一个优势，即提高了入射辐射的吸收效率以及探测器的量子效率；但是，非本征光电导探测器的劣势依旧明显，其中，暗电流及其散粒噪声较大是制约非本征光电导探测器进一步发展的两个关键问题，这是因为杂质能带的引入在探测器导带与价带之间形成了一条暗电流导通路径，即杂质带电导。BIB探测器可以很好地解决非本征光电导探测器遇到的上述瓶颈，这是因为BIB本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种优化BIB探测器响应率的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：构建阻挡杂质带BIB探测器的结构模型；/n步骤2：根据构建的BIB探测器的结构模型构建相应的物理模型；/n步骤3：制作BIB材料样品，提取BIB材料样品的关键物理参数，将提取的关键物理参数输入构建的物理模型，完成BIB探测器数值模型的构建；/n步骤4：将远红外辐射从正面垂直照射到探测器上，并根据构建的数值模型选取能使探测器正常工作的固定温度T

【技术特征摘要】
1.一种优化BIB探测器响应率的方法，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：根据构建的BIB探测器的结构模型构建相应的物理模型；
步骤3：制作BIB材料样品，提取BIB材料样品的关键物理参数，将提取的关键物理参数输入构建的物理模型，完成BIB探测器数值模型的构建；
步骤4：将远红外辐射从正面垂直照射到探测器上，并根据构建的数值模型选取能使探测器正常工作的固定温度TA和固定偏压UA，由数值模拟得到当工作温度TO＝TA且工作偏压UO＝UA时探测器的光谱响应率曲线，其中，所述光谱响应率曲线即为探测器响应率R随入射波长λ变化的曲线；
步骤5：在不同数值的固定偏压UA下，分别改变工作温度TO，得到不同固定偏压UA下，不同工作温度TO对应的探测器光谱响应率的一系列曲线，并提取探测器的峰值波长λP对应的峰值响应率RP随工作温度TO变化的一系列曲线；
步骤6：根据步骤5得到的当工作偏压UO等于不同固定偏压UA值时，λP对应的峰值响应率RP随工作温度TO变化的一系列曲线，提取探测器最佳工作温度TOpt随工作偏压UO变化的曲线，得到拟合探测器最佳工作温度TOpt随工作偏压UO变化的曲线的函数式TOpt(UO)，其中，探测器最佳工作温度TOpt即为探测器峰值响应率RP取最优值时对应的工作温度TO；
步骤7：根据步骤6得到的探测器最佳工作温度TOpt关于不同工作偏压UO的函数式及设置的工作偏压UO，确定能使探测器响应率达到最优的最佳工作条件，其中最佳工作条件由工作偏压UO及相应最佳工作温度TOpt组成。
步骤8：采用与步骤3中BIB材料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，然后采用微纳工艺完成BIB探测器制备；
步骤9：将制备完成的BIB探测器经过封装工艺放置于低温恒温器中，然后分别通过低温恒温器的电学接口和热学接口，按照步骤9确定的最佳工作条件对BIB探测器的工作偏压及工作温度进行设置，则制备的BIB探测器的响应率将具有最优值。


2.根据权利要求1所述的优化BIB探测器响应率的方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤：
步骤1.1：在高导衬底上依次形成吸收层、阻挡层、电极层和钝化层；
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BIB探测器响应率的方法，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到连续性方程中，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BIB探测器响应率的方法，其特征在于，所述步骤3包括：在高导衬底上依次生长重掺杂的吸收层和本征的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓东，陈雨璐，王兵兵，张传胜，童武林，胡永山，张皓星，刘文辉，陈栋，
申请(专利权)人：上海微波技术研究所中国电子科技集团公司第五十研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31