Принципот и сегашната состојба наФотодектор на лавина (АПД фотоодектор) Втор дел
2.2 Структура на чип АПД
Разумна структура на чипс е основна гаранција за уреди со високи перформанси. Структурниот дизајн на АПД главно го смета времето за време на РЦ, снимање на дупки на хетероинккција, време на транзит на превозникот преку регионот на осиромашување и така натаму. Развојот на неговата структура е сумиран подолу:
(1) Основна структура
Наједноставната структура на АПД се заснова на PIN-фотоодиодата, регионот P и N регионот се силно допирани, а регионот со двојно повторување на типот N-тип или P-тип е воведен во соседниот регион П или регионот N за да се генерираат секундарни електрони и парови на дупки, со цел да се реализира засилувањето на примарниот фотокурент. За материјалите на сериите INP, бидејќи коефициентот на јонизација на влијанието на дупката е поголем од коефициентот на јонизација на влијанието на електроните, регионот на добивка на допинг од типот N обично се става во регионот П. Во идеална ситуација, само дупките се вбризгуваат во регионот на добивка, така што оваа структура се нарекува структура инјектирана со дупка.
(2) се разликуваат апсорпцијата и добивката
Поради широките карактеристики на јазот на опсегот на INP (INP е 1.35EV, а Ingaas е 0,75EV), INP обично се користи како материјал за зона за добивање и INGAA како материјал за апсорпција.
(3) Структурите за апсорпција, градиент и добивка (SAGM) се предложени соодветно
Во моментов, повеќето комерцијални APD уреди користат INP/INGAAS материјал, INGAAS како слој за апсорпција, INP под високо електрично поле (> 5x105V/cm) без дефект, може да се користи како материјал за зона за добивање. За овој материјал, дизајнот на овој АПД е дека процесот на лавина е формиран во N-типот INP со судир на дупки. Considering the large difference in the band gap between InP and InGaAs, the energy level difference of about 0.4eV in the valence band makes the holes generated in the InGaAs absorption layer obstructed at the heterojunction edge before reaching the InP multiplier layer and the speed is greatly reduced, resulting in a long response time and narrow bandwidth of this APD. Овој проблем може да се реши со додавање на транзициски слој INGAASP помеѓу двата материја.
(4) Структурите за апсорпција, градиент, полнење и добивка (SAGCM) се предложени соодветно
Со цел дополнително да се прилагоди дистрибуцијата на електричното поле на слојот за апсорпција и слојот за добивка, слојот за полнење се внесува во дизајнот на уредот, што во голема мерка ја подобрува брзината и одговорноста на уредот.
(5) Подобрена резонатор (RCE) SAGCM структура
Во горенаведениот оптимален дизајн на традиционалните детектори, мора да се соочиме со фактот дека дебелината на слојот на апсорпција е контрадикторна фактор за брзината на уредот и квантната ефикасност. Тенката дебелина на апсорбирачкиот слој може да го намали времето на транзит на носачот, така што може да се добие голем опсег. Сепак, во исто време, за да се добие поголема квантна ефикасност, слојот за апсорпција треба да има доволна дебелина. Решението за овој проблем може да биде структурата на резонантната празнина (RCE), односно дистрибуираниот рефлектор на Браг (DBR) е дизајниран на дното и горниот дел на уредот. Огледалото DBR се состои од два вида материјали со низок индекс на рефракција и високи индекс на рефракција во структурата, а двајцата растат наизменично, а дебелината на секој слој ја исполнува инцидентната светлина на бранова должина 1/4 во полупроводникот. Резонаторната структура на детекторот може да ги исполни барањата за брзина, дебелината на слојот за апсорпција може да се направи многу тенка, а квантната ефикасност на електронот се зголемува по неколку рефлексии.
(6) Структура на брановодникот на работ на работ (WG-APD)
Друго решение за решавање на противречноста на различните ефекти на дебелината на слојот на апсорпцијата врз брзината на уредот и квантната ефикасност е да се воведе структура на браногарски споени со работ. Оваа структура влегува во светлина од страната, бидејќи слојот на апсорпција е многу долг, лесно е да се добие висока квантна ефикасност, а во исто време, слојот за апсорпција може да се направи многу тенок, намалувајќи го времето на транзит на носачот. Затоа, оваа структура ја решава различната зависност на широчината на опсегот и ефикасноста од дебелината на слојот на апсорпција и се очекува да постигне висока стапка и висока квантна ефикасност АПД. Процесот на WG-APD е поедноставен од оној на RCE APD, што го елиминира комплицираниот процес на подготовка на DBR огледалото. Затоа, тоа е поизводливо во практичното поле и е погодно за оптички рамнини оптички врски.
3. Заклучок
Развој на лавинаФотодекторсе разгледуваат материјали и уреди. Стапките на јонизација на електронски и дупки на материјалите на ИНП се близу до оние на Илалас, што доведува до двоен процес на двата симби на превозникот, што го прави времето на градење лавина подолго и се зголеми бучавата. Споредено со чистите материјали на Илас, структурите на иналас, и во (Al) GaaS /inalas Quantum бунарните структури имаат зголемен сооднос на коефициентите на јонизација на судир, така што перформансите на бучавата можат значително да се променат. Во однос на структурата, засилена резонатор (RCE) SAGCM структура и структура на бранови на бранови (WG-APD) се развиваат со цел да се решат противречностите на различни ефекти на дебелината на апсорпцијата на слојот врз брзината на уредот и квантната ефикасност. Поради сложеноста на процесот, целосната практична примена на овие две структури треба дополнително да се истражи.
Време на објавување: ноември-14-2023 година