Принцип және қазіргі жағдайҚар көшкіні (APD PhotodeTector) Екінші бөлім
2.2 APD чипінің құрылымы
Париптің негізделген құрылымы - бұл жоғары өнімді құрылғылардың негізгі кепілдігі. ЖЗД құрылымдық дизайны негізінен rc Time тұрақты, гетероункциядағы шұңқырды, Тасымалдаушы транзиттік уақыт пен т.б. Оның құрылымын әзірлеу төменде келтірілген:
(1) Негізгі құрылым
Қарапайым түзету құрылымы Pin Photodiode, PING және N аймағына негізделген, ал N The Reged және N типті немесе P түріне екі репортажды немесе екі ретті аймақ, ал екі репортиді аймақ, қосалқы репортаж және екінші электрондар мен тесіктерде енгізілген аймақ Бастапқы фотокарнтің күшейтілуін түсіну үшін жұптар. INP сериялы материалдар үшін, өйткені тесік ионизация коэффициенті электронды әсер ионизация коэффициентінен үлкен, өйткені N-типті допингтің пайда аймағы, N-Type Doping-тің пайда болу аймағы. Мінсіз жағдайда, тек гейд аймағына тесіктер енгізіледі, сондықтан бұл құрылым шұңқырға негізделген құрылым деп аталады.
(2) сіңіру және пайда табу ерекшеленеді
INP диапазонына байланысты INP (INP 1.35ev және ингаас 0,75В), INP сіңіру аймағының материалы ретінде пайда болған аймақ және ингаас ретінде пайдаланылады.
(3) сіңіру, градиент және пайда (сагм) құрылымдары сәйкесінше ұсынылады
Қазіргі уақытта коммерциялық APD құрылғылары Inp / Ingaas материалдарын, ингаас материалдарын сіңіру қабаты ретінде, жоғары электр өрісінің астындағы INP (> 5x105V / см) пайдаланады, олар алу аймағы ретінде пайдаланылуы мүмкін. Бұл материал үшін осы APD дизайны - көшкін процесі N-Type Inp-де саңылаулардың соқтығысуымен құрылған. INP және InGaas арасындағы топтың алшақтығындағы үлкен айырмашылықты ескере отырып, валенттілік диапазонындағы энергия деңгейіндегі айырмашылық 0,4В. азайтылды, нәтижесінде бұл APD-тің ұзаққа созылуы және тар өткізу қабілеттілігі туындайды. Бұл мәселені екі материал арасында Ingaasp өтпелі қабатын қосу арқылы шешуге болады.
(4) сіңіру, градиент, зарядтау және пайда (SAGCM) құрылымдары сәйкесінше ұсынылады
Сіңіру қабатының электр өрісін және алу қабатының электр өрісін одан әрі реттеу үшін, зарядтау қабаты құрылғының дизайнына енгізіліп, құрылғының жылдамдығы мен жауаптылығын жақсартады.
(5) Резонаторды жақсартылған (RCE) SAGCM құрылымы
Дәстүрлі детекторлардың жоғарыда айтылған оңтайлы дизайнында біз сіңіру қабатының қалыңдығы құрылғының жылдамдығы мен кванттық тиімділігі үшін қарама-қайшы фактор екендігіне тап болуымыз керек. Сіңіретін қабаттың жұқа қалыңдығы тасымалдаушы транзиттік уақытты азайтуға болады, сондықтан үлкен өткізу қабілеттілігін алуға болады. Алайда, сонымен бірге, санның жоғарылауы үшін сіңіру қабатын алу үшін жеткілікті қалыңдығы болуы керек. Бұл мәселенің шешімі резонанстық қуыс (RCE) құрылымы болуы мүмкін, яғни таратылған брагг шағылыстырғыш (DBR) құрылғының астыңғы және жоғарғы жағында жасалған. DBR айнасы құрылымында төмен сынғыш индексі бар материалдардың екі түрінен тұрады, ал құрылымда жоғары сынғыш индексі, ал екеуі кезекпен, әр қабаттың қалыңдығы жартылай өткізгіште 1/4 оқиғалардан тұрады. Детектордың резонаторының құрылымы жылдамдық талаптарына сәйкес келуі мүмкін, сіңіру қабатының қалыңдығы өте жұқа болуы мүмкін, ал электронның кванттық тиімділігі бірнеше шағылысқаннан кейін жоғарылайды.
(6) Edge-Laveguide құрылымы (WG-APD)
Құрылғының жылдамдығы мен кванттық тиімділігі мен кванттық тиімділігі бойынша сіңіру қабатының әр түрлі әсерінің қайшылықтарын шешудің тағы бір шешімі - бұл жиектермен толқындық диапеталық құрылымды енгізу. Бұл құрылым жақтан жарықтандыруға кіреді, өйткені сіңіру қабаты өте ұзақ, сондықтан жоғары кванттық тиімділікті алу оңай, ал сонымен бірге, сіңіру қабатын өте жұқа етіп, тасымалдаушы транзиттік уақытты азайтуға болады. Сондықтан, бұл құрылым өткізу қабілеттілігі мен тиімділігінің әр түрлі тәуелділігін және сіңіру қабатының қалыңдығына тәуелділігін шешеді және жоғары мөлшерде және жоғары көрсеткіштерге қол жеткізіледі деп күтілуде. WG-APD процесі RCE APD-ге қарағанда қарапайым, бұл DBR айнасының күрделі дайындық процесін жояды. Сондықтан практикалық салада мүмкін және қарапайым жазықтық оптикалық қосылымға жарамды.
3. Қорытынды
Көшкіннің дамуыфотодетекторМатериалдар мен құрылғылар қаралды. Electron және Hole Callision INP материалдарының иондау ставкалары иналасқа жақын, бұл екі тасымалдаушы стенгтің қос процедурасына әкеледі, бұл көшкіннің ұзағырақ және шу шығарады. Таза иналас материалдарымен, ингаас (P) / иналаспен және In (Al) GAAS / Inalas Inalas, кванттық ұңғымалармен салыстырғанда иондау коэффициенттерінің арақатынасы жоғарылайды, сондықтан шу өнімділігі айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Құрылымы бойынша резонаторды жақсартылған (RCE) SAGCM құрылымы және Edge-LaGeguide құрылымы (WG-APD) Құрылғының жылдамдығы мен кванттық тиімділігі бойынша әр түрлі әсерлердің қайшылықтарын шешу үшін жасалады. Процестің күрделілігіне байланысты осы екі құрылымды толық практикалық қолдану одан әрі зерттелуі керек.
POST TIME: NOV-14-2023