Xulosa: Ko'chki fotodetektorining asosiy tuzilishi va ishlash printsipi (APD fotodetektori) kiritiladi, qurilma strukturasining evolyutsiya jarayoni tahlil qilinadi, hozirgi tadqiqot holati umumlashtiriladi va APD ning kelajakdagi rivojlanishi istiqbolli o'rganiladi.
1.Kirish
Fotodetektor - yorug'lik signallarini elektr signallariga aylantiruvchi qurilma.a.dayarimo'tkazgichli fotodetektor, hodisa foton bilan qo'zg'atilgan foto-hosil bo'lgan tashuvchi qo'llaniladigan egilish kuchlanishi ostida tashqi kontaktlarning zanglashiga olib kiradi va o'lchanadigan fototokni hosil qiladi.PIN-kodli fotodiod maksimal sezgirlikda ham faqat bir juft elektron teshik juftlarini hosil qilishi mumkin, bu ichki daromadsiz qurilma.Kattaroq sezgirlik uchun ko'chki fotodiodidan (APD) foydalanish mumkin.APD ning fototokga kuchaytiruvchi ta'siri ionlanish to'qnashuv effektiga asoslanadi.Muayyan sharoitlarda tezlashtirilgan elektronlar va teshiklar yangi juft elektron-teshik juftlarini hosil qilish uchun panjara bilan to'qnashish uchun etarli energiya olishlari mumkin.Bu jarayon zanjirli reaksiya boʻlib, yorugʻlikni yutish natijasida hosil boʻlgan juft elektron teshik juftlari koʻp sonli elektron teshik juftlarini hosil qilishi va katta ikkilamchi fototokni hosil qilishi mumkin.Shu sababli, APD yuqori sezgirlik va ichki daromadga ega, bu esa qurilmaning signal-shovqin nisbatini yaxshilaydi.APD asosan uzoq masofali yoki kichikroq optik tolali aloqa tizimlarida qabul qilingan optik quvvatning boshqa cheklovlari bilan qo'llaniladi.Hozirgi vaqtda ko'plab optik qurilmalar mutaxassislari APD istiqbollariga juda optimistik qarashadi va APD tadqiqotlari tegishli sohalarning xalqaro raqobatbardoshligini oshirish uchun zarur deb hisoblaydilar.
2. ning texnik rivojlanishiko'chki fotodetektori(APD fotodetektori)
2.1 Materiallar
(1)Fotodetektor
Si material texnologiyasi mikroelektronika sohasida keng qo'llaniladigan etuk texnologiyadir, lekin u optik aloqa sohasida umumiy qabul qilingan 1,31 mm va 1,55 mm to'lqin uzunligi diapazonidagi qurilmalarni tayyorlash uchun mos emas.
(2)Ge
Ge APD ning spektral javobi optik tolali uzatishda past yo'qotish va past dispersiya talablariga mos bo'lsa-da, tayyorlash jarayonida katta qiyinchiliklar mavjud.Bundan tashqari, Ge ning elektron va teshik ionlash tezligi nisbati () 1 ga yaqin, shuning uchun yuqori samarali APD qurilmalarini tayyorlash qiyin.
(3) In0,53Ga0,47As/InP
APD ning yorug'likni yutish qatlami sifatida In0.53Ga0.47As va multiplikator qatlami sifatida InP tanlash samarali usuldir.In0.53Ga0.47As materialining assimilyatsiya cho'qqisi 1,65 mm, 1,31 mm, 1,55 mm to'lqin uzunligi taxminan 104 sm-1 yuqori assimilyatsiya koeffitsientini tashkil etadi, bu hozirgi vaqtda yorug'lik detektorining assimilyatsiya qatlami uchun afzal qilingan materialdir.
(4)InGaAs fotodetektori/Infotodetektor
Yorug'likni yutuvchi qatlam sifatida InGaAsP va ko'paytiruvchi qatlam sifatida InP ni tanlab, javob to'lqin uzunligi 1-1,4 mm, yuqori kvant samaradorligi, past qorong'u oqim va yuqori ko'chki kuchayishi bilan APD tayyorlanishi mumkin.Turli qotishma komponentlarini tanlab, ma'lum to'lqin uzunliklari uchun eng yaxshi ishlashga erishiladi.
(5) InGaAs/InAlAs
In0,52Al0,48As materiali tarmoqli bo'shlig'iga ega (1,47eV) va to'lqin uzunligi 1,55 mm diapazonda yutmaydi.In0.52Al0.48As yupqa epitaksial qatlam sof elektron in'ektsiyasi sharoitida multiplikator qatlami sifatida InPga qaraganda yaxshiroq daromad olish xususiyatlarini olishi mumkinligi haqida dalillar mavjud.
(6) InGaAs/InGaAs (P) /InAlAs va InGaAs/In (Al) GaAs/InAlAs
Materiallarning ta'sir ionlash tezligi APD ishlashiga ta'sir qiluvchi muhim omil hisoblanadi.Natijalar shuni ko'rsatadiki, multiplikator qatlamining to'qnashuvi ionlanish tezligi InGaAs (P) /InAlAs va In (Al) GaAs/InAlAs super panjara tuzilmalarini joriy qilish orqali yaxshilanishi mumkin.Superlatis strukturasidan foydalangan holda, tarmoqli muhandisligi o'tkazuvchanlik zonasi va valentlik diapazoni qiymatlari o'rtasidagi assimetrik tarmoqli chekka uzilishlarini sun'iy ravishda nazorat qilishi va o'tkazuvchanlik zonasining uzilishlari valentlik zonasining uzilishidan (DEc>>DEv) ancha katta bo'lishini ta'minlashi mumkin.InGaAs bulk materiallari bilan solishtirganda, InGaAs/InAlAs kvant quduqlarining elektron ionlanish darajasi (a) sezilarli darajada oshadi va elektronlar va teshiklar qo'shimcha energiya oladi.DEc>>DEEv tufayli elektronlar tomonidan olingan energiya teshik energiyasining teshik ionlanish tezligiga (b) qo'shgan hissasidan ko'ra elektron ionlanish tezligini ancha oshiradi deb kutish mumkin.Elektron ionlanish tezligining teshik ionlanish tezligiga nisbati (k) ortadi.Shuning uchun, yuqori daromadli tarmoqli kengligi mahsuloti (GBW) va past shovqin ko'rsatkichlarini superlattik tuzilmalarni qo'llash orqali olish mumkin.Biroq, k qiymatini oshirishi mumkin bo'lgan bu InGaAs/InAlAs kvant quduq strukturasi APD ni optik qabul qiluvchilarga qo'llash qiyin.Buning sababi shundaki, maksimal ta'sirchanlikka ta'sir qiluvchi multiplikator omili multiplikator shovqini emas, balki qorong'u oqim bilan cheklangan.Ushbu strukturada qorong'u oqim, asosan, tor tarmoqli bo'shlig'iga ega bo'lgan InGaAs quduq qatlamining tunnel effekti tufayli yuzaga keladi, shuning uchun quduq qatlami sifatida InGaAs o'rniga InGaAsP yoki InAlGaAs kabi keng diapazonli to'rtlamchi qotishma kiritilishi. kvant quduq strukturasi qorong'u oqimni bostirishi mumkin.
Yuborilgan vaqt: 2023 yil 13-noyabr