Prionsabal agus staid reatha naPhotodetector Avalanche (Photodetector APD) Cuid a Dó
2.2 Struchtúr sliseanna APD
Is é struchtúr sliseanna réasúnta an ráthaíocht bhunúsach ar ghléasanna ardfheidhmíochta. Breithníonn dearadh struchtúrach APD go príomha am tairiseach ama, gabháil poll ag heitrea -fheidhm, am idirthurais iompróra trí réigiún ídithe agus mar sin de. Déantar achoimre ar fhorbairt a struchtúir thíos:
(1) Struchtúr bunúsach
Tá an struchtúr APD is simplí bunaithe ar an bhfótadód bioráin, tá an réigiún P agus an réigiún N dópáilte go mór, agus tugtar isteach an réigiún N-de chineál nó P-chineáil P-double-ionsaitheora sa réigiún P in aice láimhe nó sa réigiún N chun leictreoin thánaisteacha agus péirí poll a ghiniúint, chun an t-aimplitheoireacht den phríomh-fhócaidh a bhaint amach. Maidir le hábhair sraithe INP, toisc go bhfuil an chomhéifeacht ianúcháin tionchair poll níos mó ná an chomhéifeacht ianúcháin tionchair leictreon, is iondúil go gcuirtear an réigiún gnóthachain de dhópáil de chineál N sa réigiún P. I gcás idéalach, ní dhéantar ach poill a instealladh isteach sa réigiún gnóthachain, mar sin tugtar struchtúr ar an struchtúr seo ar an struchtúr seo.
(2) Déantar idirdhealú a dhéanamh ar ionsú agus ar ghnóthachan
Mar gheall ar thréithe bearna an bhanda leathana de INP (is é INP 1.35EV agus is é InGaas 0.75EV), is iondúil go n -úsáidtear INP mar ábhar crios gnóthachain agus ingaas mar ábhar an chrios ionsúcháin.
(3) Moltar na struchtúir ionsúcháin, grádán agus gnóthachain (SAGM) faoi seach
Faoi láthair, úsáideann an chuid is mó de na feistí APD tráchtála ábhar Inp/Ingaas, InGaaS mar an ciseal ionsúcháin, INP faoi réimse ard leictreach (> 5x105v/cm) gan miondealú, a úsáid mar ábhar crios gnóthachain. Maidir leis an ábhar seo, is é dearadh an APD seo ná go gcruthaítear an próiseas Avalanche sa INP N-Type trí imbhualadh poill. Ag cur san áireamh an difríocht mhór sa bhearna bhanna idir INP agus InGaaS, déanann an difríocht leibhéal fuinnimh de thart ar 0.4EV sa bhanda valence na poill a ghintear i gciseal ionsúcháin InGaas a cuireadh i mbaol ar an imeall heitrea -fheidhm sula sroicheann sé an ciseal iolraitheora INP agus an luas seo laghdaithe go mór, agus mar thoradh air sin tá am fada freagartha agus bandalla an bhanda den APD seo. Is féidir an fhadhb seo a réiteach trí chiseal trasdula IngaASP a chur leis an dá ábhar.
(4) Moltar na struchtúir ionsúcháin, grádán, muirear agus gnóthachain (SAGCM) faoi seach
D'fhonn dáileadh réimse leictreach an chiseal ionsúcháin agus an ciseal gnóthachain a choigeartú tuilleadh, tugtar isteach an ciseal muirir i ndearadh na feiste, a fheabhsaíonn luas agus sofhreagracht na feiste go mór.
(5) Struchtúr SAGCM feabhsaithe (RCE) Resonator (RCE)
Sa dearadh is fearr thuas ar bhrathadóirí traidisiúnta, ní mór dúinn aghaidh a thabhairt ar an bhfíric go bhfuil tiús an chiseal ionsúcháin ina fhachtóir contrártha do luas na feiste agus éifeachtúlacht chandamach. Is féidir le tiús tanaí an chiseal ionsúite an t -am idirthurais iompróra a laghdú, mar sin is féidir bandaleithead mór a fháil. Mar sin féin, ag an am céanna, chun éifeachtúlacht chandamach níos airde a fháil, ní mór go mbeadh tiús leordhóthanach ag an gciseal ionsúcháin. Is féidir leis an réiteach ar an bhfadhb seo an struchtúr cuas athshondach (RCE), is é sin, tá an Frithchaiteoir Bragg Dáilte (DBR) deartha ag bun agus ag barr na feiste. Is éard atá sa scáthán DBR ná dhá chineál ábhair a bhfuil innéacs athraonta íseal agus innéacs ard athraonta i struchtúr acu, agus fásann an dá cheann de réir a chéile, agus comhlíonann tiús gach ciseal an tonnfhad solais teagmhais 1/4 sa leathsheoltóir. Is féidir le struchtúr athshonóra an bhrathadóra na riachtanais luais a chomhlíonadh, is féidir tiús an chiseal ionsúcháin a dhéanamh an -tanaí, agus méadaítear éifeachtúlacht chandamach an leictreon tar éis roinnt machnaimh.
(6) Struchtúr tonnchrutha cúpláilte imeall (WG-APD)
Réiteach eile chun contrártha na n-éifeachtaí difriúla a bhaineann le tiús ciseal ionsúcháin a réiteach ar luas na bhfeistí agus ar éifeachtúlacht chandamach is ea struchtúr tonnchrutha cúpláilte a thabhairt isteach. Téann an struchtúr seo isteach sa taobh, toisc go bhfuil an ciseal ionsúcháin an -fhada, tá sé éasca éifeachtúlacht chandamach ard a fháil, agus ag an am céanna, is féidir an ciseal ionsúcháin a dhéanamh an -tanaí, ag laghdú an ama idirthurais iompróra. Dá bhrí sin, réitíonn an struchtúr seo an spleáchas difriúil ar bhandaleithead agus ar éifeachtúlacht ar thiús an chiseal ionsúcháin, agus táthar ag súil go mbainfidh sé APD ardráta agus éifeachtúlachta ardchandamach amach. Tá an próiseas WG-APD níos simplí ná próiseas RCE APD, a chuireann deireadh leis an bpróiseas ullmhúcháin casta de scáthán DBR. Dá bhrí sin, tá sé níos indéanta sa réimse praiticiúil agus tá sé oiriúnach do nasc optúil eitleáin.
3. Conclúid
Forbairt Avalanchefóta -mheastóirDéantar athbhreithniú ar ábhair agus ar ghléasanna. Tá na rátaí ianúcháin imbhuailte leictreon agus poll d'ábhair INP gar do na rátaí inlas, as a dtagann próiseas dúbailte an dá shiombail iompróra, rud a fhágann go bhfuil an t -am tógála níos faide agus an torann. I gcomparáid le hábhair inlas íon, tá cóimheas méadaithe de chomhéifeachtaí ianúcháin imbhuailte ag Ingaaas (P) /INalas agus in (al) GaAs /Inalas. Maidir le struchtúr, forbraítear struchtúr Sagcm feabhsaithe (RCE) agus struchtúr tonnchruthaithe imeall (WG-APD) chun contrárthachtaí éifeachtaí difriúla tiús ciseal ionsúcháin a réiteach ar luas na bhfeistí agus ar éifeachtúlacht chandamach. Mar gheall ar chastacht an phróisis, ní mór iniúchadh breise a dhéanamh ar chur i bhfeidhm praiticiúil iomlán an dá struchtúr seo.
Am Post: Samhain-14-2023