Prinsip lan kahanan saikiPhotoDetector Avalanche (Fotodetector apd) Part loro
2.2 Struktur chip APD
Struktur chip sing cukup yaiku jaminan dhasar piranti kinerja dhuwur. Desain struktural saka APD utamane nganggep RC Wektu Constant, njupuk bolongan heterojunction, wektu translit sing liwat liwat wilayah sing kurang. Pangembangan strukture diringkes ing ngisor iki:
(1) Struktur dhasar
Struktur APD sing paling gampang adhedhasar foto Fotodiode PIN, wilayah P lan N-Type, lan Jenis-Poliny-Repanted-Repanted bisa dikenalake ing wilayah ing wilayah sing ana ing sisih sekunder lan pasangan, supaya bisa nyadari ampocurrent utama. Kanggo bahan seri INP, amarga koefisi ionisasi pengaruhe pengaruh saka koefisi ionisasi Efek Ionisasi, wilayah sing entuk doping N-Type biasane diselehake ing pialan. Ing kahanan sing cocog, mung bolongan sing disuntik menyang wilayah sing entuk bathi, saéngga struktur iki diarani struktur bolongan sing disuntik.
(2) penyerapan lan bathi dibedakake
Amarga karakteristik gap band sudhut inp (inp yaiku 1.35EV lan Ingaas), Inp biasane digunakake minangka bahan lan ing bahan zona penerapan.
(3) Struktur panyerepan, gradient lan (sagm) diusulake masing-masing
Saiki, piranti APD Komersial Umume nggunakake bahan inp / ingaas minangka lapisan panyerapan, inp ing kolom listrik dhuwur (> 5x105V / cm) tanpa risak, bisa digunakake minangka bahan zona gain. Kanggo materi iki, desain saka APD iki yaiku proses avalanche dibentuk ing inp jinis kanthi tabrakan bolongan tabrakan. Ngelingi prabédan band ing jurang band ing antarane Inp lan Ingaas, bedane tingkat tikus sadurunge tekan wektu panyerapan ingAas nggawe layon sing diowahi, nyebabake bandwidth sing dawa lan bandwidth sing sempit saka apd iki. Masalah iki bisa ditanggulangi kanthi nambah lapisan transisi ingaasp ing antarane rong bahan kasebut.
(4) Penyerapan, gradient, struktur bathi lan bathi (Sagcm) sing diusulake masing-masing
Supaya luwih bisa nyetel distribusi lapangan listrik saka lapisan penyerapan lan lapisan bathi, lapisan Charge kasebut dikenalake menyang desain piranti, sing nambah kecepatan piranti lan responsif.
(5) struktur resonator (RCE) struktur Sagcm
Ing desain detektor tradisional ndhuwur, kita kudu ngadhepi kasunyatan manawa ketebalan lapisan penyerapan minangka faktor sing kontras kanggo kacepetan piranti lan efisiensi kuantum. Kekandelan tipis saka lapisan panyerepan bisa nyuda wektu transit operator, saéngga bandwidth gedhe bisa dipikolehi. Nanging, ing wektu sing padha, supaya entuk efisiensi kuantum sing luwih dhuwur, lapisan penyerapan kudu nduweni kekandelan sing cukup. Solusi kanggo masalah iki bisa dadi struktur rongga resonant (RCity), yaiku, Bragger Bragg sing disebar (DBR) dirancang ing sisih ngisor lan ndhuwur piranti. Pangilon DBR dumadi saka rong jinis bahan kanthi indeks reflektif sing kurang lan indeks biasanipun, lan loro tuwuh kanthi gelombang gelombang cahya 1/4 ing semikonduktor. Struktur resonator detektor bisa nyukupi syarat kacepetan, kekandelan lapisan panyerapan bisa uga tipis, lan efisiensi kuantum elektron tambah sawise pirang-pirang refleksi.
(6) Struktur gelombang gelombang eleg (WG-Apd)
Solusi liya kanggo ngrampungake kontradiksi kekandelan lapisan penyerapan ing kacepetan piranti lan efisiensi kuantum yaiku kanggo ngenalake struktur gelombang gelombang sing digandhengake. Struktur iki mlebu cahya saka sisih, amarga lapisan panyerapan dawa banget, nanging gampang entuk efisiensi kuantum sing dhuwur, lan ing wektu sing padha, lapisan penyerapan bisa digawe tipis, nyuda wektu transfer. Mula, struktur iki ngatasi macem-macem gumantung bandwidth lan efisiensi ing ketebalan lapisan panyerepan, lan samesthine bakal entuk tingkat sing dhuwur lan efisiensi kuantum kuantum sing dhuwur. Proses WG-Apd luwih gampang katimbang saka RCE Apd, sing ngilangi proses persiapan rumit Mirror DBR. Mula, luwih layah ing lapangan praktis lan cocog kanggo sambungan optik pesawat umum.
3. Kesimpulan
Pangembangan avalanchePhotoDetectorBahan lan piranti diteliti. Tingkatan ionisasi bahan-bahan elektron lan bolongan bahan inp cedhak karo inalas, sing ndadékaké proses kaping pindho saka simbiuan korus, sing nggawe wektu bangunan Avalanche luwih dawa lan swara saya tambah akeh. Dibandhingake karo bahan inalas murni, Ingaas (P) / inalas lan ing (al) struktur kuantum / inalas kanthi rasio koefisien sing tambah akeh, saéngga kinerja swara bisa diganti banget. Ing babagan struktur, resonator nambah struktur lan RCCY lan struktur gelombang gelombang sing digandhengake (WG-Apd) dikembangake kanggo ngatasi efek ketebalan lapisan penyerapan ing kacepetan piranti lan efisiensi kuantum. Amarga kerumitan proses kasebut, aplikasi praktis lengkap saka rong struktur kasebut kudu ditliti luwih akeh.
Wektu Pos: Nov-14-2023