د واورې د توپان د فوتوډیکټور اصل او اوسنی وضعیت (APD photodetector) دویمه برخه

د اصولو او اوسنی وضعیتد واورې تودوخې عکس پیژندونکی (د APD عکس کشف کونکی) دوهمه برخه

2.2 د APD چپ جوړښت
مناسب چپ جوړښت د لوړ فعالیت وسیلو بنسټیز تضمین دی.د APD ساختماني ډیزاین په عمده توګه د RC وخت ثابت، په هیټروجنکشن کې سوري نیول، د تخریب سیمې له لارې د کیریر لیږد وخت او داسې نور.د دې جوړښت پرمختګ په لاندې لنډیز دی:

(1) بنسټیز جوړښت
د APD تر ټولو ساده جوړښت د PIN فوتوډیډ پر بنسټ والړ دی، د P سیمه او N سیمه په پراخه کچه ډوپ شوې ده، او د N-type یا P-type دوه ګونی مخنیوی سیمه د ثانوي الکترونونو او سوري تولید لپاره په نږدې P سیمه یا N سیمه کې معرفي کیږي. جوړه، د دې لپاره چې د لومړني فوتوکورنټ پراخوالی احساس کړي.د InP لړۍ موادو لپاره، ځکه چې د سوراخ اغیزې ionization کوفینټ د الکترون اغیزې ionization کوفینټ څخه ډیر دی، د N-type doping د ګټې ساحه معمولا په P سیمه کې ځای پرځای کیږي.په یو مثالي حالت کې، یوازې سوري د ګټې سیمې ته داخلیږي، نو دا جوړښت د سوري انجیکشن جوړښت بلل کیږي.

(2) جذب او لاسته راوړنه توپیر لري
د InP د پراخې band gap ځانګړتیاو له امله (InP 1.35eV دی او InGaAs 0.75eV دی)، InP معمولا د ګټې زون موادو او InGaAs د جذب زون موادو په توګه کارول کیږي.

(3) د جذب، تدریجي او لاسته راوړنې (SAGM) جوړښتونه په ترتیب سره وړاندیز شوي
په اوس وخت کې، ډیری سوداګریزې APD وسایل د InP/InGaAs مواد کاروي، InGaAs د جذب پرت په توګه، InP د لوړ بریښنا ساحه (>5x105V/cm) لاندې پرته له ماتیدو څخه، د ګټې زون موادو په توګه کارول کیدی شي.د دې موادو لپاره، د دې APD ډیزاین دا دی چې د سوري د ټکر په واسطه د N-type InP کې د واورو بهیر رامینځته کیږي.د InP او InGaAs تر مینځ د بډ ګیپ کې لوی توپیر په پام کې نیولو سره، په والینس بانډ کې شاوخوا 0.4eV د انرژي کچه توپیر د InGaAs جذب پرت کې رامینځته شوي سوراخونه د InP ضرب پرت ته رسیدو دمخه د هیټروجنکشن څنډه کې خنډ کیږي او سرعت خورا ډیر دی. کم شوی، د اوږد غبرګون وخت او د دې APD محدود بینډ ویت په پایله کې.دا ستونزه د دوو موادو ترمنځ د InGaAsP لیږد پرت په اضافه کولو سره حل کیدی شي.

(4) د جذب، تدریجي، چارج او ګټې (SAGCM) جوړښتونه په ترتیب سره وړاندیز شوي
د جذب پرت او د لاسته راوړنې پرت بریښنایی ساحې توزیع نور تنظیم کولو لپاره ، د چارج پرت د وسیلې ډیزاین کې معرفي شوی ، کوم چې د وسیلې سرعت او ځواب ویل خورا ښه کوي.

(5) Resonator enhanced (RCE) SAGCM جوړښت
د دودیز کشف کونکو پورتني مطلوب ډیزاین کې ، موږ باید د دې حقیقت سره مخ شو چې د جذب پرت ضخامت د وسیلې سرعت او کوانټم موثریت لپاره متضاد فاکتور دی.د جذب پرت پتلی ضخامت کولی شي د کیریر لیږد وخت کم کړي، نو یو لوی بینډ ویت ترلاسه کیدی شي.په هرصورت، په ورته وخت کې، د لوړ مقدار موثریت ترلاسه کولو لپاره، د جذب پرت ته اړتیا ده چې کافي ضخامت ولري.د دې ستونزې حل کیدای شي د ریزوننټ جوف (RCE) جوړښت وي، دا دی، توزیع شوي برګ ریفلیکٹر (DBR) د وسیلې په ښکته او پورتنۍ برخه کې ډیزاین شوی.د DBR عکس دوه ډوله مواد لري چې ټیټ انعکاس شاخص لري او په جوړښت کې لوړ انعکاس شاخص لري ، او دواړه په بدیل سره وده کوي ، او د هرې طبقې ضخامت په سیمیکمډکټر کې د پیښې د رڼا څپې 1/4 سره پوره کوي.د کشف کونکي ریزونټر جوړښت کولی شي د سرعت اړتیاوې پوره کړي ، د جذب پرت ضخامت خورا پتلی کیدی شي ، او د بریښنایی کوانټم موثریت د څو انعکاس وروسته ډیریږي.

(6) څنډه جوړه شوې څپې لارښود جوړښت (WG-APD)
د وسیلې سرعت او کوانټم موثریت باندې د جذب پرت ضخامت مختلف تاثیراتو تضاد حل کولو لپاره بله حل لاره د څنډه جوړه شوي ویوګایډ جوړښت معرفي کول دي.دا جوړښت د اړخ څخه رڼا ته ننوځي، ځکه چې د جذب پرت خورا اوږد دی، د لوړ مقدار موثریت ترلاسه کول اسانه دي، او په ورته وخت کې، د جذب پرت ډیر پتلی کیدی شي، د کیریر لیږد وخت کموي.له همدې امله ، دا جوړښت د جذب پرت ضخامت باندې د بینډ ویت او موثریت مختلف انحصار حل کوي ، او تمه کیږي چې لوړ نرخ او لوړ کوانټم موثریت APD ترلاسه کړي.د WG-APD پروسه د RCE APD په پرتله ساده ده، کوم چې د DBR عکس پیچلي چمتو کولو پروسه له منځه وړي.له همدې امله، دا په عملي ډګر کې ډیر ممکن دی او د عام الوتکې نظری ارتباط لپاره مناسب دی.

3. پایله
د واورې توپان پرمختګعکس کشف کونکیتوکي او وسایل بیاکتنه کیږي.د InP موادو د الکترون او سوري ټکر ionization نرخونه د InAlAs سره نږدې دي، کوم چې د دوه کیریر سمبولونو دوه اړخیز پروسې ته الر پیدا کوي، کوم چې د واورې د ودانۍ وخت اوږد کوي او شور زیاتوي.د خالص InAlAs موادو په پرتله، InGaAs (P) /InAlAs او In (Al) GaAs/InAlAs د کوانټم څاه جوړښتونه د ټکر ionization کوفیفینټس ډیر تناسب لري، نو د شور فعالیت خورا ډیر بدلیدلی شي.د جوړښت په شرایطو کې، د resonator enhanced (RCE) SAGCM جوړښت او د څنډه جوړ شوي څپې جوړښت (WG-APD) د وسیلې سرعت او کوانټم موثریت کې د جذب پرت ضخامت مختلف تاثیراتو تضاد حل کولو لپاره رامینځته شوی.د پروسې د پیچلتیا له امله، د دې دوو جوړښتونو بشپړ عملي تطبیق باید نور هم وڅیړل شي.