Prionsabal agus staid reatha nabrathadóir fótaileictreach (Brathadóir grianghraf APD) Cuid a Dó
2.2 struchtúr sliseanna APD
Is é struchtúr sliseanna réasúnta ná ráthaíocht bhunúsach feistí ardfheidhmíochta. Measann dearadh struchtúrach APD go príomha am RC tairiseach, gabháil poll ag heterojunction, am idirthurais iompróra trí réigiún ídiú agus mar sin de. Tugtar achoimre thíos ar fhorbairt a struchtúir:
(1) Struchtúr bunúsach
Tá an struchtúr APD is simplí bunaithe ar an bhfótadiode PIN, tá an réigiún P agus an réigiún N dópáilte go mór, agus tugtar isteach an réigiún N-cineál nó P-cineál dúbailte-repellant sa réigiún P in aice láimhe nó réigiún N chun leictreoin tánaisteacha agus poll a ghiniúint. péirí, chun aimpliú an fhótashrutha príomhúil a bhaint amach. Maidir le hábhair sraith InP, toisc go bhfuil an comhéifeacht ianaithe tionchair poll níos mó ná an comhéifeacht ianaithe tionchair leictreon, is gnách go gcuirtear an réigiún gnóthachain de dhópáil N-cineál sa réigiún P. I staid idéalach, ní dhéantar ach poill a instealladh isteach sa réigiún gnóthachain, mar sin tugtar struchtúr poll-instealladh ar an struchtúr seo.
(2) Déantar idirdhealú idir ionsú agus gnóthachan
Mar gheall ar shaintréithe bearna banna leathan InP (Is é InP 1.35eV agus InGaAs 0.75eV), úsáidtear InP de ghnáth mar ábhar crios gnóthachain agus InGaAs mar ábhar crios ionsú.
(3) Tá na struchtúir ionsúcháin, grádán agus gnóthachain (SAGM) beartaithe faoi seach
Faoi láthair, úsáideann formhór na bhfeistí APD tráchtála ábhar InP/InGaAs, InGaAs mar an ciseal ionsúite, InP faoi réimse leictrigh ard (> 5x105V/cm) gan miondealú, is féidir é a úsáid mar ábhar crios gnóthachain. Maidir leis an ábhar seo, is é dearadh an APD seo ná go ndéantar an próiseas avalanche sa N-cineál InP trí imbhualadh poill. Ag cur san áireamh an difríocht mhór sa bhearna banna idir InP agus InGaAs, déanann an difríocht leibhéal fuinnimh de thart ar 0.4eV sa bhanna valence na poill a ghintear sa chiseal ionsú InGaAs bac ar imeall heterojunction sula sroicheann siad an ciseal iolraitheoir InP agus tá an luas go mór laghdaithe, rud a fhágann go bhfuil am freagartha fada agus bandaleithead caol den APD seo. Is féidir an fhadhb seo a réiteach trí chiseal trasdula InGaAsP a chur leis idir an dá ábhar.
(4) Tá na struchtúir ionsúcháin, grádán, muirear agus gnóthachain (SAGCM) beartaithe faoi seach
D'fhonn dáileadh réimse leictreach an chiseal ionsú agus an chiseal gnóthachan a choigeartú tuilleadh, tugtar isteach an ciseal muirir i ndearadh an fheiste, rud a fheabhsaíonn luas agus freagrúlacht an fheiste go mór.
(5) Struchtúr SAGCM feabhsaithe athshondóra (RCE).
Sa dearadh optamach thuas de bhrathadóirí traidisiúnta, ní mór dúinn aghaidh a thabhairt ar an bhfíric go bhfuil tiús an chiseal ionsú ina fhachtóir contrártha do luas gléas agus éifeachtacht chandamach. Is féidir le tiús tanaí an chiseal ionsúcháin an t-am idirthurais iompróra a laghdú, agus mar sin is féidir bandaleithead mór a fháil. Mar sin féin, ag an am céanna, chun éifeachtacht chandamach níos airde a fháil, ní mór go mbeadh tiús leordhóthanach ag an gciseal ionsú. Is féidir an réiteach ar an bhfadhb seo a bheith ina struchtúr cuas athshondach (RCE), is é sin, tá an Bragg Reflector (DBR) dáilte deartha ag bun agus barr na feiste. Tá an scáthán DBR comhdhéanta de dhá chineál ábhar a bhfuil innéacs athraonta íseal agus innéacs athraonta ard i struchtúr, agus fásann an dá cheann de réir a chéile, agus go gcomhlíonann tiús gach ciseal an tonnfhad solais eachtra 1/4 sa leathsheoltóir. Is féidir le struchtúr athshondóra an bhrathadóra na ceanglais luais a chomhlíonadh, is féidir tiús an chiseal ionsúcháin a dhéanamh an-tanaí, agus déantar éifeachtacht chandamach an leictreoin a mhéadú tar éis roinnt machnaimh.
(6) Struchtúr tonntreoraithe imeall-chúpláilte (WG-APD)
Réiteach eile chun contrártha d'éifeachtaí éagsúla tiús ciseal ionsúcháin a réiteach ar luas gléas agus éifeachtúlacht chandamach ná struchtúr tonntreoraithe imeall-chúpláilte a thabhairt isteach. Téann an struchtúr seo isteach i bhfianaise ón taobh, toisc go bhfuil an ciseal ionsúcháin an-fhada, tá sé éasca éifeachtacht ard chandamach a fháil, agus ag an am céanna, is féidir an ciseal ionsú a dhéanamh an-tanaí, ag laghdú an t-am idirthurais iompróra. Dá bhrí sin, réitíonn an struchtúr seo spleáchas difriúil bandaleithead agus éifeachtúlachta ar thiús na ciseal ionsú, agus táthar ag súil go mbainfidh sé ard-ráta agus ard-éifeachtúlacht chandamach APD amach. Tá próiseas WG-APD níos simplí ná próiseas RCE APD, rud a chuireann deireadh leis an bpróiseas ullmhúcháin casta de scáthán DBR. Dá bhrí sin, tá sé níos indéanta sa réimse praiticiúil agus oiriúnach le haghaidh nasc optúil eitleáin coitianta.
3. Conclúid
Forbairt avalanchebrathadóir grianghrafdéantar athbhreithniú ar ábhair agus ar fheistí. Tá rátaí ianaithe imbhuailte leictreon agus poll na n-ábhar InP gar dóibh siúd atá ag InAlAs, rud a fhágann go bhfuil próiseas dúbailte an dá symbions iompróra, rud a fhágann go bhfuil an t-am tógála avalanche níos faide agus go bhfuil an torann méadaithe. I gcomparáid le hábhair íon InAlAs, tá cóimheas méadaithe comhéifeachtaí ianúcháin imbhuailte ag struchtúir tobair InGaAs (P) / InAlAs agus In (Al) GaAs/InAlAs, agus mar sin is féidir an fheidhmíocht torainn a athrú go mór. I dtéarmaí struchtúr, déantar struchtúr SAGCM feabhsaithe athshondóra (RCE) agus struchtúr tonntreoraithe imeall-chúpláilte (WG-APD) a fhorbairt chun contrárthachtaí éifeachtaí éagsúla tiús ciseal ionsúcháin a réiteach ar luas gléas agus éifeachtacht chandamach. Mar gheall ar chastacht an phróisis, ní mór cur i bhfeidhm praiticiúil iomlán an dá struchtúr seo a iniúchadh tuilleadh.
Am postála: Nov-14-2023