[發明專利]優化阻擋雜質帶探測器阻擋層厚度的方法有效

申請號：	201610125888.0	申請日：	2016-03-04
公開（公告）號：	CN105633215B	公開（公告）日：	2017-07-28
發明（設計）人：	王曉東;王兵兵;潘鳴;侯麗偉;謝巍;關冉;臧元章;汪瑞;周德亮	申請（專利權）人：	中國電子科技集團公司第五十研究所
主分類號：	H01L31/18	分類號：	H01L31/18
代理公司：	上海漢聲知識產權代理有限公司31236	代理人：	郭國中
地址：	200063 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	優化阻擋雜質探測器厚度方法
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【權利要求書】：

1.一種優化阻擋雜質帶探測器阻擋層厚度的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：構建阻擋雜質帶BIB探測器的結構模型；

步驟2：根據BIB探測器的結構模型構建相應的物理模型；

步驟3：制備實驗測量樣品，提取BIB探測器的物理模型的關鍵材料參數；測量的關鍵材料參數包括：樣品的載流子遷移率及壽命、襯底摻雜濃度及厚度、吸收層摻雜濃度及厚度、阻擋層摻雜濃度及厚度；

步驟4：將太赫茲輻射從正面垂直照射到器件上，并根據步驟3中提取到的物理模型的關鍵材料參數選取一個固定偏壓U_F，由數值模擬得到當正電極偏壓U＝U_F時器件的歸一化響應譜，并提取峰值波長λ_P；

步驟5：改變阻擋層厚度，由數值模擬得到當正電極偏壓U＝U_F時，λ_P對應的峰值響應率R_P隨阻擋層厚度h_B變化的曲線，得到擬合正電極偏壓U_F下λ_P對應的峰值響應率R_P隨阻擋層厚度h_B變化的曲線的函數式R_P(h_B)；

步驟6：由數值模擬分別得到不同阻擋層厚度下亮電流I_L隨正電極偏壓U變化的一系列曲線，其中，所述亮電流I_L即為器件受到太赫茲輻照時通過的電流；

步驟7：獲取當正電極偏壓U＝U_F時，亮電流I_L隨阻擋層厚度h_B變化的曲線，得到擬合正電極偏壓U_F下亮電流I_L隨阻擋層厚度h_B變化的曲線的函數式I_L(h_B)；

步驟8：根據亮電流I_L與噪聲電流譜密度n_i的對應關系以及步驟7所得的函數式I_L(h_B)，得到噪聲電流譜密度n_i隨阻擋層厚度h_B變化的函數式n_i(h_B)；

步驟9：定義探測器優值因子，并獲取探測器優值因子隨阻擋層厚度變化的曲線；具體地，定義峰值響應率R_P與噪聲電流譜密度n_i之商，即R_P/n_i為探測器優值因子；

步驟10：根據探測器優值因子隨阻擋層厚度變化的曲線確定最佳阻擋層厚度。

2.根據權利要求1所述的優化阻擋雜質帶探測器阻擋層厚度的方法，其特征在于，所述步驟1包括：

步驟1.1：在高導襯底上依次形成吸收層、阻擋層和電極層；

步驟1.2：在電極層上形成正電極，在高導襯底上形成負電極。

3.根據權利要求1所述的優化阻擋雜質帶探測器阻擋層厚度的方法，其特征在于，所述步驟2包括：聯立泊松方程、電子與空穴的連續性方程、電子與空穴的電流密度方程，以及將載流子復合率及光生載流子產生率通過產生復合項加入連續性方程中，其中所述載流子復合項包括SRH復合、輻射復合和俄歇復合，光生載流子產生項通過耦合吸收系數模型來描述載流子的產生率，此外還需考慮載流子的低溫凍析效應、勢壘隧穿效應以及速度飽和效應，用有限元方法離散化聯立迭代求解。

4.根據權利要求1所述的優化阻擋雜質帶探測器阻擋層厚度的方法，其特征在于，所述步驟5包括：固定正電極偏壓U為步驟4所述的固定偏壓U_F，且固定入射波長λ為步驟4所得的λ_P，改變阻擋層厚度，由數值模擬得到λ_P對應的峰值響應率R_P隨阻擋層厚度h_B變化的曲線，通過擬合正電極偏壓U_F下λ_P對應的峰值響應率R_P隨阻擋層厚度h_B變化的曲線，得到峰值響應率R_P關于不同阻擋層厚度h_B的函數式R_P(h_B)。