[發明專利]優化阻擋雜質帶探測器工作溫度的方法

有效

• 申請號: 201711131881.0
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN108133977B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 王曉東;王兵兵;陳雨璐;張傳勝;張皓星;周德亮;侯麗偉;俞旭輝
• 申請（專利權）人: 上海微波技術研究所（中國電子科技集團公司第五十研究所）
• 主分類號: H01L31/09
• 分類號: H01L31/09;H01L31/18;H01L31/0224
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發明提供的一種優化阻擋雜質帶探測器工作溫度的方法，包括如下步驟：將阻擋雜質帶探測器封裝至恒溫器中；測得不同工作溫度下阻擋雜質帶探測器的背景電流I_BG隨正電極偏壓U變化的曲線，并確定探測器的擊穿電壓U_BD；獲取背景電流I_BG隨阻擋雜質帶探測器的工作溫度T變化的曲線I_BG(T)；測量得到不同工作溫度下阻擋雜質帶探測器的黑體響應電流I_BB隨正電極偏壓U變化的曲線；獲取黑體響應電流I_BB隨阻擋雜質帶探測器工作溫度T變化的曲線I_BB(T)；根據探測器優值因子隨探測器工作溫度變化的曲線確定最佳工作溫度。本發明對制備的阻擋雜質帶探測器進行數據采集及數據處理得到最佳工作溫度，進而根據優化后的結果設置阻擋雜質帶探測器的工作溫度，性能將具有最優值。

技術領域

本發明涉及半導體光電探測技術，具體地，涉及一種優化阻擋雜質帶探測器工作溫度的方法。

背景技術

太赫茲輻射通常是指光子頻率介于0.3到10THz之間的電磁波，它在廣闊的電磁波譜中位于微波與紅外之間。太赫茲波具有穿透性強、安全性好、分辨率高等優良特性，近年來，由于太赫茲技術的興起，其重要性及應用價值逐漸受到世界各國的普遍認可。當前，太赫茲技術已廣泛應用于成像及光譜探測領域，尤其在安全檢查、無損探傷、成分鑒定、大氣監測及天文觀測領域發揮了重要作用。

縱觀歷史，太赫茲技術在很長一段時間內處于停滯發展的狀態。究其原因，主要由于當時缺乏性能良好的太赫茲探測器，因此嚴重制約了其在成像及光譜探測領域的應用。后來，由于材料及加工技術的突飛猛進，太赫茲探測器的性能取得了一定突破，并由此帶來了太赫茲技術領域的蓬勃發展。當前，研制高性能探測器仍然是推動太赫茲技術進一步發展的核心動力。

阻擋雜質帶(BIB)探測器是一種新型的太赫茲探測器，與其它太赫茲探測器相比，它具有靈敏度高、陣列規模大、響應譜段寬等優勢。BIB探測器可以基于不同的材料體系(包括：硅、鍺及砷化鎵)得以實現。其中，硅基BIB探測器具有6THz的截止頻率，是目前技術最為成熟、應用最為廣泛的BIB探測器。由于鍺材料中淺雜質能級的束縛能普遍低于硅材料中的情況，鍺基BIB探測器的截止頻率可達1.4THz。砷化鎵基BIB探測器可以進一步延伸截止頻率至0.7THz，因此在安全檢查、毒品監測等安防領域具有特殊的應用價值。

BIB探測器需要工作于液氦溫區，通常將其封裝于恒溫器中，通過恒溫器的溫控裝置調節探測器的工作溫度。BIB探測器的性能對溫度變化非常敏感，通常存在一個最佳工作溫度，可以使得BIB探測器性能達到最優，即對信號具有較高響應率的同時對噪聲也具有較低的譜密度。因此，獲取最佳工作溫度對于BIB探測器的應用至關重要。為了獲取最佳工作溫度，現有技術是將BIB探測器搭建成演示系統(包括：光學系統、掃描機構等)，通過人工觀察演示效果與工作溫度的關系來確定探測器的最佳工作溫度，該方法具有搭建成本高、調試周期長、隨機誤差大等缺點。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種優化阻擋雜質帶探測器工作溫度的方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的一種優化阻擋雜質帶探測器工作溫度的方法，包括如下步驟：步驟1，制備阻擋雜質帶探測器；

步驟2，將阻擋雜質帶探測器封裝至恒溫器中；

步驟3，測得不同工作溫度下阻擋雜質帶探測器的背景電流I_BG隨正電極偏壓U變化的曲線，并確定探測器的擊穿電壓U_BD；其中

背景電流I_BG為300K室溫背景輻照下通過阻擋雜質帶探測器的直流量，擊穿電壓U_BD為背景電流出現激增時的正電極偏壓；