Prionsabal agus staid reathabrathadóir fótachóime sneachta (Brathadóir fótachódóra APD) Cuid a Dó
2.2 Struchtúr sliseanna APD
Is é struchtúr sliseanna réasúnta an ráthaíocht bhunúsach ar fheistí ardfheidhmíochta. Cuireann dearadh struchtúrach APD tairiseach ama RC, gabháil phoill ag heitrea-chomhcheangal, am idirthurais iompróra tríd an réigiún ídithe agus mar sin de san áireamh go príomha. Achoimrítear forbairt a struchtúir thíos:
(1) Struchtúr bunúsach
Tá an struchtúr APD is simplí bunaithe ar an bhfóta-dhé-óid PIN, tá an réigiún P agus an réigiún N dópáilte go trom, agus tugtar an réigiún dé-athshuite cineál-N nó cineál-P isteach sa réigiún P nó sa réigiún N in aice láimhe chun leictreoin thánaisteacha agus péirí poill a ghiniúint, chun aimpliú an phríomh-fhóta-shrutha a bhaint amach. I gcás ábhair shraith InP, toisc go bhfuil an chomhéifeacht ianúcháin tionchair phoill níos mó ná an chomhéifeacht ianúcháin tionchair leictreon, is gnách go gcuirtear réigiún gnóthachain an dópála cineál-N sa réigiún P. I gcás idéalach, ní instealltar ach poill isteach sa réigiún gnóthachain, mar sin tugtar struchtúr insteallta poill ar an struchtúr seo.
(2) Déantar idirdhealú idir ionsú agus gnóthachan
Mar gheall ar shaintréithe bearna banda leathan InP (is é 1.35eV InP agus is é 0.75eV InGaAs), is gnách go n-úsáidtear InP mar ábhar an chrios gnóthachain agus InGaAs mar ábhar an chrios ionsúcháin.
(3) Moltar na struchtúir ionsúcháin, grádáin agus gnóthachain (SAGM) faoi seach.
Faoi láthair, úsáideann formhór na bhfeistí APD tráchtála ábhar InP/InGaAs, InGaAs mar an tsraith ionsúcháin, agus is féidir InP a úsáid mar ábhar crios gnóthachain faoi réimse leictreach ard (>5x105V/cm) gan miondealú. Maidir leis an ábhar seo, is é dearadh an APD seo ná go bhfoirmítear an próiseas maolaithe sneachta san InP cineál-N trí imbhualadh poill. Agus an difríocht mhór sa bhearna banda idir InP agus InGaAs á cur san áireamh, cuireann an difríocht leibhéal fuinnimh de thart ar 0.4eV sa bhanda vaileins bac ar na poill a ghintear sa tsraith ionsúcháin InGaAs ag imeall an heitreachomhaid sula sroicheann siad an tsraith iolraitheora InP agus laghdaítear an luas go mór, rud a fhágann go bhfuil am freagartha fada agus bandaleithead caol ag an APD seo. Is féidir an fhadhb seo a réiteach trí shraith idirthréimhseach InGaAsP a chur idir an dá ábhar.
(4) Moltar na struchtúir ionsúcháin, grádáin, luchtaithe agus gnóthachain (SAGCM) faoi seach.
Chun dáileadh an réimse leictrigh den chiseal ionsúcháin agus den chiseal gnóthachain a choigeartú tuilleadh, tugtar an ciseal muirir isteach i ndearadh an fheiste, rud a fheabhsaíonn luas agus freagrúlacht an fheiste go mór.
(5) Struchtúr SAGCM feabhsaithe athshondóra (RCE)
Sa dearadh is fearr thuasluaite de bhraiteoirí traidisiúnta, ní mór dúinn aghaidh a thabhairt ar an bhfíric gur fachtóir contrártha é tiús an tsraithe ionsúcháin maidir le luas agus éifeachtúlacht chandamach na feiste. Is féidir le tiús tanaí an tsraithe ionsúcháin am idirthurais an iompróra a laghdú, ionas gur féidir bandaleithead mór a fháil. Mar sin féin, ag an am céanna, chun éifeachtúlacht chandamach níos airde a fháil, ní mór tiús leordhóthanach a bheith ag an tsraith ionsúcháin. Is féidir leis an réiteach ar an bhfadhb seo struchtúr an chuas athshondais (RCE), is é sin, tá an Frithchaiteoir Bragg dáilte (DBR) deartha ag bun agus barr na feiste. Tá dhá chineál ábhar sa scáthán DBR a bhfuil innéacs athraonta íseal agus innéacs athraonta ard acu i struchtúr, agus fásann an dá cheann go malartach, agus comhlíonann tiús gach sraithe tonnfhad an tsolais teagmhais 1/4 sa leathsheoltóir. Is féidir le struchtúr athshondais an bhraitóra na ceanglais luais a chomhlíonadh, is féidir tiús an tsraithe ionsúcháin a dhéanamh an-tanaí, agus méadaítear éifeachtúlacht chandamach an leictreoin tar éis roinnt machnaimh.
(6) Struchtúr treorach tonnta imeall-chúpláilte (WG-APD)
Réiteach eile chun an contrárthacht idir éifeachtaí éagsúla thiús an tsraith ionsúcháin ar luas na feiste agus ar éifeachtúlacht chandamach a réiteach ná struchtúr treorach tonnta imeall-chúpláilte a thabhairt isteach. Téann an struchtúr seo isteach sa solas ón taobh, toisc go bhfuil an tsraith ionsúcháin an-fhada, is furasta éifeachtúlacht chandamach ard a bhaint amach, agus ag an am céanna, is féidir an tsraith ionsúcháin a dhéanamh an-tanaí, rud a laghdaíonn am idirthurais an iompróra. Dá bhrí sin, réitíonn an struchtúr seo an spleáchas difriúil ar bhandaleithead agus éifeachtúlacht ar thiús an tsraith ionsúcháin, agus meastar go mbainfidh sé ráta ard agus éifeachtúlacht chandamach ard amach. Tá próiseas WG-APD níos simplí ná próiseas RCE APD, rud a chuireann deireadh leis an bpróiseas ullmhúcháin casta scátháin DBR. Dá bhrí sin, tá sé níos indéanta sa réimse praiticiúil agus oiriúnach do nasc optúil eitleáin choitinn.
3. Conclúid
Forbairt an mhaoláin sneachtabrathadóir fótachódóraDéantar athbhreithniú ar ábhair agus ar fheistí. Tá rátaí ianúcháin imbhuailte leictreon agus poill ábhar InP gar do rátaí ianúcháin InAlAs, rud a fhágann go mbíonn an dá shiombion iompróra dúbailte, rud a fhágann go mbíonn an t-am tógála maidhme sneachta níos faide agus go méadaítear an torann. I gcomparáid le hábhair InAlAs íon, bíonn cóimheas méadaithe comhéifeachtaí ianúcháin imbhuailte ag struchtúir thobair chandamacha InGaAs (P) /InAlAs agus In (Al) GaAs/InAlAs, mar sin is féidir feidhmíocht an torainn a athrú go mór. Maidir le struchtúr, forbraítear struchtúr SAGCM feabhsaithe athshondóra (RCE) agus struchtúr treorach tonnta imeall-chúpláilte (WG-APD) chun na contrárthachtaí a bhaineann le héifeachtaí éagsúla thiús an chiseal ionsúcháin ar luas na feiste agus ar éifeachtúlacht chandamach a réiteach. Mar gheall ar chastacht an phróisis, ní mór iniúchadh breise a dhéanamh ar chur i bhfeidhm praiticiúil iomlán an dá struchtúr seo.
Am an phoist: 14 Samhain 2023