[发明专利]优化阻挡杂质带探测器工作温度的方法

说明书

本发明提供的一种优化阻挡杂质带探测器工作温度的方法，包括如下步骤：将阻挡杂质带探测器封装至恒温器中；测得不同工作温度下阻挡杂质带探测器的背景电流I_BG随正电极偏压U变化的曲线，并确定探测器的击穿电压U_BD；获取背景电流I_BG随阻挡杂质带探测器的工作温度T变化的曲线I_BG(T)；测量得到不同工作温度下阻挡杂质带探测器的黑体响应电流I_BB随正电极偏压U变化的曲线；获取黑体响应电流I_BB随阻挡杂质带探测器工作温度T变化的曲线I_BB(T)；根据探测器优值因子随探测器工作温度变化的曲线确定最佳工作温度。本发明对制备的阻挡杂质带探测器进行数据采集及数据处理得到最佳工作温度，进而根据优化后的结果设置阻挡杂质带探测器的工作温度，性能将具有最优值。

技术领域

本发明涉及半导体光电探测技术，具体地，涉及一种优化阻挡杂质带探测器工作温度的方法。

背景技术

太赫兹辐射通常是指光子频率介于0.3到10THz之间的电磁波，它在广阔的电磁波谱中位于微波与红外之间。太赫兹波具有穿透性强、安全性好、分辨率高等优良特性，近年来，由于太赫兹技术的兴起，其重要性及应用价值逐渐受到世界各国的普遍认可。当前，太赫兹技术已广泛应用于成像及光谱探测领域，尤其在安全检查、无损探伤、成分鉴定、大气监测及天文观测领域发挥了重要作用。

纵观历史，太赫兹技术在很长一段时间内处于停滞发展的状态。究其原因，主要由于当时缺乏性能良好的太赫兹探测器，因此严重制约了其在成像及光谱探测领域的应用。后来，由于材料及加工技术的突飞猛进，太赫兹探测器的性能取得了一定突破，并由此带来了太赫兹技术领域的蓬勃发展。当前，研制高性能探测器仍然是推动太赫兹技术进一步发展的核心动力。

阻挡杂质带(BIB)探测器是一种新型的太赫兹探测器，与其它太赫兹探测器相比，它具有灵敏度高、阵列规模大、响应谱段宽等优势。BIB探测器可以基于不同的材料体系(包括：硅、锗及砷化镓)得以实现。其中，硅基BIB探测器具有6THz的截止频率，是目前技术最为成熟、应用最为广泛的BIB探测器。由于锗材料中浅杂质能级的束缚能普遍低于硅材料中的情况，锗基BIB探测器的截止频率可达1.4THz。砷化镓基BIB探测器可以进一步延伸截止频率至0.7THz，因此在安全检查、毒品监测等安防领域具有特殊的应用价值。

BIB探测器需要工作于液氦温区，通常将其封装于恒温器中，通过恒温器的温控装置调节探测器的工作温度。BIB探测器的性能对温度变化非常敏感，通常存在一个最佳工作温度，可以使得BIB探测器性能达到最优，即对信号具有较高响应率的同时对噪声也具有较低的谱密度。因此，获取最佳工作温度对于BIB探测器的应用至关重要。为了获取最佳工作温度，现有技术是将BIB探测器搭建成演示系统(包括：光学系统、扫描机构等)，通过人工观察演示效果与工作温度的关系来确定探测器的最佳工作温度，该方法具有搭建成本高、调试周期长、随机误差大等缺点。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种优化阻挡杂质带探测器工作温度的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种优化阻挡杂质带探测器工作温度的方法，包括如下步骤：步骤1，制备阻挡杂质带探测器；

步骤2，将阻挡杂质带探测器封装至恒温器中；

步骤3，测得不同工作温度下阻挡杂质带探测器的背景电流I_BG随正电极偏压U变化的曲线，并确定探测器的击穿电压U_BD；其中

背景电流I_BG为300K室温背景辐照下通过阻挡杂质带探测器的直流量，击穿电压U_BD为背景电流出现激增时的正电极偏压；