[发明专利]一种优化氮化镓雪崩探测器n型层厚度的方法

权利要求书

1.一种优化氮化镓雪崩探测器n型层厚度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A1：获取氮化镓雪崩探测器物理模型的参数，构建氮化镓雪崩探测器的数值模型；

步骤A2：根据所述数值模型获取固定p电极偏压U_F＝-88V下的光谱响应率R_S随入射波长λ变化的曲线，所述光谱响应率R_S随入射波长λ变化的曲线即为光谱响应率曲线；

步骤A3：改变数值模型中的n型层厚度h_n，获取对应的光谱响应率的一系列曲线；

步骤A4：分别获取固定窗口区波长λ₁＝350nm与固定短波区波长λ₂＝300nm对应的光谱响应率R_S随n型层厚度h_n变化的曲线；

步骤A5：获取拟合固定p电极偏压U_F＝-88V下的光谱抑制比R_r随n型层厚度h_n变化的曲线的函数式R_r(h_n)；

步骤A6：获取拟合探测器缺陷密度D_d随n型层厚度h_n变化的曲线的函数式D_d(h_n)；

步骤A7：根据步骤A5和步骤A6所得函数式的比值获取最佳n型层厚度。

2.根据权利要求1所述的优化氮化镓雪崩探测器n型层厚度的方法，其特征在于，所述步骤A1具体包括以下步骤：

步骤A1.1：构建氮化镓雪崩探测器的结构模型；

步骤A1.2：根据氮化镓雪崩探测器的结构模型构建物理模型；所述物理模型为以下5个方程所得到的联立方程组：

(1)泊松方程：

(2)电子与空穴的连续性方程：

(3)电子与空穴的电流密度方程：

其中ε为介电常数，为ε关于空间的梯度，Ψ为静电势，为Ψ关于空间的梯度，代表与相乘，q为电子电量，n和p分别为电子和空穴浓度，为n关于时间的偏微分，为p关于时间的偏微分，N_D+为电离施主浓度，N_A-为电离受主浓度，G为载流子产生项，R为载流子复合项，分别为电子和空穴的电流密度，为关于空间的散度，为关于空间的散度，μ_n、μ_p分别为电子和空穴的迁移率，分别为电子和空穴的准费米势，为关于空间的梯度，为关于空间的梯度；

所述的物理模型为：综合以上5个方程所得到的联立方程组，方程组中5个未知参量分别为静电势Ψ，电子和空穴的电流密度电子和空穴的准费米势方程组中其余参量为具有三维分布的已知量，可通过各结构层独立存在时的载流子迁移率及寿命、各结构层的掺杂浓度及厚度获得；

步骤A1.3：获取氮化镓雪崩探测器的模型参数，构建氮化镓雪崩探测器的数值模型。

3.根据权利要求2所述的优化氮化镓雪崩探测器n型层厚度的方法，其特征在于，结构模型包括结构模型A或结构模型B；

所述结构模型A包括：

蓝宝石衬底；

n型层、吸收层(或倍增层)及p型层，n型层、吸收层(或倍增层)及p型层依次层叠在蓝宝石衬底上；

接触孔，接触孔贯通p型层、吸收层(或倍增层)，并设置在n型层上；

钝化层，钝化层包裹在n型层、吸收层(或倍增层)及p型层上；

电极组，电极组设置在n型层及p型层上，分别与n型层及p型层连接；在p型层上形成p电极，在n型层上形成n电极；

所述结构模型B包括：

蓝宝石衬底；

n型层、吸收层、分离层、倍增层及p型层，n型层、吸收层、分离层、倍增层及p型层依次层叠在蓝宝石衬底上；

接触孔，接触孔贯通p型层、倍增层、分离层、吸收层，并设置在n型层上；

钝化层，钝化层包裹在n型层、吸收层、分离层、倍增层及p型层上；

电极组，电极组设置在p型层及n型层上，分别与p型层及n型层连接；在p型层上形成p电极，在n型层上形成n电极。