דער פּרינציפּ און פאָרשטעלן סיטואַציע פוןלאַווינע פאָטאָדעטעקטאָר (APD PhotoDetor) טייל צוויי
2.2 אַפּד שפּאָן ביניען
גלייַך שפּאָן סטרוקטור איז די יקערדיק גאַראַנטירן פון הויך פאָרשטעלונג דעוויסעס. די סטראַקטשעראַל פּלאַן פון Apd דער הויפּט קאַנסידערז רק צייט קעסיידערדיק, לאָך כאַפּן אין העטעראָדזשונקטיאָן, טרעגער דורכפאָר צייט דורך דיפּלישאַן געגנט און אַזוי אויף. די אַנטוויקלונג פון זייַן סטרוקטור איז סאַמערייזד אונטן:
(1) יקערדיק סטרוקטור
די סימפּלאַסט APD ביניען איז באזירט אויף די שפּילקע פאָטאָדיאָדע, די פּ - שטח פּערז, אַזוי ווי צו פאַרשטיין די אַמפּליפיקיישאַן פון די ערשטיק פאָטאָקוררענט. For InP series materials, because the hole impact ionization coefficient is greater than the electron impact ionization coefficient, the gain region of N-type doping is usually placed in the P region. אין אַן אידעאל סיטואַציע, בלויז האָלעס זענען ינדזשעקטיד אין די געווינען געגנט, אַזוי די סטרוקטור איז גערופן אַ לאָך-ינדזשעקטיד סטרוקטור.
(2) אַבזאָרפּשאַן און געווינען זענען אונטערשיידן
רעכט צו דער ברייט באַנד ריס פֿעיִקייטן פון ינפּ (INP איז 1.35EV און Igaas איז 0.75 עוו), INP איז יוזשאַוואַלי געניצט ווי די געווינס זאָנע מאַטעריאַל און ינגאַאַז ווי די אַבזאָרפּשאַן זאָנע מאַטעריאַל.
(3) די אַבזאָרפּשאַן, גראַדיענט און געווינען (סאַגם) סטראַקטשערז זענען פארגעלייגט ריספּעקטיוולי
ינגאַאַז זענען מערסט וויכטיק פֿאַר די מערסט געשעפט אַפּד דאַונעס / און די אַבזאָרפּשאַן שיכטע, ינגאַאַז ווי די אַבזאָרפּשאַן שיכטע, ינפּ אונטער הויך עלעקטריק פעלד (> 5x105v / CM) אָן ברייקדאַון, קענען ווערן געניצט ווי אַ געווינס זאָנע מאַטעריאַל. פֿאַר דעם מאַטעריאַל, דער פּלאַן פון דעם APD איז אַז די לאַווינע פּראָצעס איז געשאפן אין די N- טיפּ INP דורך די צונויפשטויס פון האָלעס. קאָנסידערינג די גרויס חילוק אין די באַנדע ריס צווישן ינפּ און ינגאַאַס, די ענערגיע מדרגה חילוק פון וועגן 0.4ev אין די וואַלאַנסע באַנדע מאכט די האָלעס זענען רידוסט די יטערמאַס שיפּלי און די העטעריאַס אַבזאָרשאַן שיכטע איז זייער ריפערד אין אַ לאַנג ענטפער צייט און שמאָל. באַנדווידט. דעם פּראָבלעם קענען זיין סאַלווד דורך אַדינג אַ ינגאַפּאַפּ טראַנספּערטיישאַן שיכטע צווישן די צוויי מאַטעריאַלס.
(4) די אַבזאָרפּשאַן, גראַדיענט, אָפּצאָל און געווינען (סאַגקם) סטראַקטשערז זענען פארגעלייגט ריספּעקטיוולי
אין סדר צו מער סטרויערן די פאַרשפּרייטונג פון עלעקטריק פעלד און די געווינען שיכטע, דער באַשולדיקונג שיכטע איז ינטראָודוסט אין די מיטל פּלאַן, וואָס זייער ימפּרוווז די מיטל גיכקייַט און ריספּאַנסיוונאַס.
(5) רעסאָנאַטאָר ענכאַנסט (RCE) סאַגקם סטרוקטור
אין די אויבן אָפּטימאַל פּלאַן פון טראדיציאנעלן דעטעקטאָרס, מיר מוזן פּנים דעם פאַקט אַז די גרעב פון די אַבזאָרפּשאַן שיכטע איז אַ קאַנטראַדיקטאָרי פאַקטאָר פֿאַר די מיטל גיכקייַט און קוואַנטום עפעקטיווקייַט. די דין גרעב איז אַבזאָרבינג שיכטע קענען רעדוצירן די טראַנספּאָרט צייט, אַזוי אַ גרויס באַנדווידט קענען זיין באקומען. אָבער, אין דער זעלביקער צייט, צו קריגן העכער קוואַנטום עפעקטיווקייַט., די אַבזאָרפּשאַן שיכטע דאַרף זיין גענוג אַ גלאַט גרעב. די לייזונג צו דעם פּראָבלעם קען זיין די רעזאַנאַנט קאַוואַטי (RCE) סטרוקטור, דאָס איז, די פונאנדערגעטיילט בראַגג רעפלעקטאָר (דבר) איז דיזיינד אין די דנאָ און שפּיץ פון די מיטל. די דאָרק שפּיגל באשטייט פון צוויי מינים פון מאַטעריאַלס מיט נידעריק רעפראַקטיווע אינדעקס און הויך רעפראַקטיווע אינדעקס אין סטרוקטור, און די צוויי וואַקסן אָלטערנאַטלי טרעפן די שיכטע מיץ די ינסידענט ליכט ווייוולענגט 1/4 אין די סעמיקאַנדאַקטער. די ריסאָנאַטאָר סטרוקטור פון די דעטעקטאָר קענען טרעפן די גיכקייַט באדערפענישן, די גרעב פון די אַבזאָרפּשאַן שיכטע קענען זיין געמאכט זייער דין, און די קוואַנטום עפעקטיווקייַט איז געוואקסן נאָך עטלעכע ריפלעקשאַנז.
(6) ברעג-קאַפּאַלד כוואַליע סטרוקטור (WG- APD)
אן אנדער לייזונג צו סאָלווע די סטירע פון פאַרשידענע ווירקונג פון אַבזאָרפּשאַן שיכטע גרעב אויף די מיטל גיכקייַט און קוואַנטום עפעקטיווקייַט איז צו באַקענען זיך-קאַפּאַלד כאַווערד וואָכדעשוואַרדאַוויידע סטרוקטור. דעם סטרוקטור גייט אריין ליכט פון די זייַט, ווייַל די אַבזאָרפּשאַן שיכטע איז זייער לאַנג, עס איז גרינג צו קריגן הויך קוואַנטום עפעקטיווקייַט, און אין דער זעלביקער צייט, די אַבזאָרפּשאַן שיכטע קענען זיין געמאכט זייער דין, רידוסינג די טרעגער דורכפאָר צייט. דעריבער, די סטרוקטור סאַלווז די פאַרשידענע אָפענגיקייַט פון באַנדווידט און עפעקטיווקייַט אויף די גרעב פון די אַבזאָרפּשאַן שיכטע, און איז געריכט צו דערגרייכן הויך קורס און הויך קוואַנטום עפעקטיווקייַט. דער פּראָצעס פון WG-APD איז סימפּלער ווי די REC APD, וואָס ילימאַנייץ די קאָמפּליצירט צוגרייטונג פּראָצעס פון דבר שפּיגל. דעריבער, עס איז מער פיזאַבאַל אין די פּראַקטיש פעלד און פּאַסיק פֿאַר פּראָסט פלאַך אָפּטיש קשר.
3. מסקנא
די אַנטוויקלונג פון לאַווינעפאָטאָדעטטערמאַטעריאַלס און דעוויסעס איז ריוויוד. די עלעקטראָן און לאָך צונויפשטויס ייאַנאַזיישאַן רייץ פון ינפּ מאַטעריאַלס זענען נאָענט צו די פון ינאַלאַס, וואָס פירט צו די טאָפּל פּראָצעס פון די צוויי טרעגער סימבאַנז, וואָס מאכט די לאַווינע בנין צייט מער און ראַש געוואקסן. קאַמפּערד צו ריין ינאַלאַס מאַטעריאַלס, ינגאַאַז (פּ) / ינאַלאַס און אין (על) גאַאַס / ינאַלאַס קוואַנטום, געזונט סטראַקטשערז האָבן אַ געוואקסן פאַרהעלטעניש פון צונויפשטויס ייאַנאַזיישאַן קאָואַפישאַנץ, אַזוי דער ראַש פאָרשטעלונג קענען זיין זייער געביטן. אין טערמינען פון סטרוקטור, רעסאָנאַטאָר ענכאַנסט (RCE) סאַגקם סטרוקטור און ברעג-קאַפּאַלד כוואַליע סטרוקטור (WG- APD) זענען דעוועלאָפּעד אין סדר צו סאָלווע די קאַנטראַדיקשאַנז פון פאַרשידענע ווירקונג פון אַבזאָרפּשאַן שיכטע גרעב פון די מיטל גיכקייַט און קוואַנטום. רעכט צו דער קאַמפּלעקסיטי פון דעם פּראָצעס, די פול פּראַקטיש אַפּלאַקיישאַן פון די צוויי סטראַקטשערז דאַרף זיין ווייַטער יקספּלאָרד.
פּאָסטן צייט: נאוועמבער 14-2023