Mabda'a iyo xaaladda hadda eesawir-qaade ba'an (Sawir-qaade APD) Qaybta Labaad
2.2 APD qaab-dhismeedka chip
Qaab dhismeedka chip ee macquulka ah waa dammaanadda aasaasiga ah ee aaladaha waxqabadka sare. Naqshadaynta qaabdhismeedka APD waxay inta badan tixgelisaa wakhtiga RC oo joogto ah, qabsashada godad heterojunction, wakhtiga gaadiidka qaada ee dhex mara gobolka xaalufka iyo wixii la mid ah. Horumarinta qaab-dhismeedkeeda ayaa lagu soo koobay hoos:
(1) Qaab dhismeedka aasaasiga ah
Qaab dhismeedka ugu fudud ee APD wuxuu ku salaysan yahay PIN photodiode-ka, gobolka P iyo gobolka N ayaa si aad ah loo xoojiyay, iyo nooca N-nooca ama P-nooca laba-laabashada ee gobolka ayaa lagu soo bandhigay gobolka P ee ku xiga ama gobolka N si loo dhaliyo elektarooniga labaad iyo dalool lammaane, si loo xaqiijiyo kor u qaadida sawir-qaadaha aasaasiga ah. Qalabka taxanaha ah ee InP, sababtoo ah isku xidhka saamaynta godka ionization waa ka weyn yahay isku xidhka saamaynta elektarooniga ah, gobolka faa'iidada ee doping-ga nooca N waxaa badanaa lagu meeleeyaa gobolka P. Xaalad ku habboon, kaliya godadka ayaa lagu duraa gobolka faa'iidada, sidaas darteed qaabkan waxaa loo yaqaannaa qaab-dhismeedka godka.
(2) Nuugista iyo faa'iidada ayaa la kala saaraa
Sababo la xiriira sifooyinka farqiga u dhexeeya band ballaaran ee InP (InP waa 1.35eV iyo InGaAs waa 0.75eV), InP waxaa inta badan loo isticmaalaa sida aagga faa'iidada iyo InGaAs sida aagga nuugista.
(3) Qaababka nuugista, gradient iyo faa'iidada (SAGM) ayaa loo soo jeediyay siday u kala horreeyaan
Waqtigan xaadirka ah, inta badan aaladaha ganacsiga ee APD waxay isticmaalaan walxaha InP / InGaAs, InGaAs oo ah lakabka nuugista, InP ee hoos yimaada beer koronto oo sarreeya (> 5x105V / cm) iyada oo aan la burburin, waxaa loo isticmaali karaa sida aagga faa'iidada. Maaddadan, naqshadda APD-gani waa in geeddi-socodka avalanche uu ka samaysan yahay nooca N-nooca InP ee isku dhaca godadka. Iyadoo la tixgelinayo farqiga weyn ee farqiga u dhexeeya InP iyo InGaAs, farqiga heerka tamarta ee ku saabsan 0.4eV ee band valence wuxuu ka dhigayaa godadka laga soo saaro lakabka nuugista InGaAs oo xannibay cidhifka heterojunction ka hor inta aan la gaarin lakabka badan ee InP iyo xawaaruhu aad buu u weyn yahay. hoos u dhacay, taasoo keentay waqti dheer oo jawaab celin ah iyo xawaaraha cidhiidhi ah ee APD this. Dhibaatadan waxaa lagu xallin karaa iyada oo lagu daro lakabka kala-guurka InGaAsP ee u dhexeeya labada shay.
(4) Qaababka nuugista, isjiid jiidka, kharashka iyo kasbashada (SAGCM) ayaa loo soo jeediyay siday u kala horreeyaan.
Si loo sii hagaajiyo qaybinta goobta korantada ee lakabka nuugista iyo lakabka faa'iidada, lakabka kharashka ayaa lagu soo bandhigaa naqshadaynta qalabka, taas oo si weyn u hagaajinaysa xawaaraha qalabka iyo jawaabta.
(5) Resonator xoojiyey (RCE) qaabdhismeedka SAGCM
Naqshadaynta ugu fiican ee kor ku xusan ee qalabka dhaqameed, waa in aan wajahnaa xaqiiqda ah in dhumucda lakabka nuugista ay tahay arrin iska soo horjeeda xawaaraha qalabka iyo waxtarka tirada. Dhumucda khafiifka ah ee lakabka nuugista waxay yarayn kartaa wakhtiga gaadiidka qaada, sidaas darteed baaxad weyn ayaa la heli karaa. Si kastaba ha noqotee, isla markaa, si loo helo waxtarka tirada sare, lakabka nuugista wuxuu u baahan yahay inuu yeesho dhumuc ku filan. Xalka dhibaatadani wuxuu noqon karaa qaab-dhismeedka godka resonant (RCE), taas oo ah, Bragg Reflector (DBR) ee la qaybiyey ayaa loogu talagalay xagga hoose iyo sare ee qalabka. Muraayada DBR waxay ka kooban tahay laba nooc oo maaddooyin ah oo leh index refractive hoose iyo index refractive sare qaab dhismeed, iyo laba ka duwan u koraan, iyo dhumucda lakabka kasta la kulmaya hirarka iftiinka dhacdada 1/4 ee semiconductor. Qaab dhismeedka resonator ee qalabka wax baadha waxay buuxin kartaa shuruudaha xawaaraha, dhumucda lakabka nuugista ayaa laga dhigi karaa mid aad u dhuuban, iyo waxtarka quantum ee elektarooniga ayaa kor u kacaya ka dib dhowr milicsi.
(6) Qaab-dhismeedka mawjada-hagaha (WG-APD)
Xalka kale ee lagu xallinayo iska-hor-imaadka saamaynta kala duwan ee dhumucda lakabka nuugista ee xawaaraha aaladda iyo waxtarka tirada ayaa ah in la soo bandhigo qaab-dhismeedka mawjadaha isku xidhan. Qaab dhismeedkani wuxuu ka galaa iftiinka dhinaca, sababtoo ah lakabka nuugista ayaa aad u dheer, way fududahay in la helo waxtarka tirada sare, isla mar ahaantaana, lakabka nuugista ayaa laga dhigi karaa mid aad u dhuuban, yaraynta wakhtiga gaadiidka qaada. Sidaa darteed, qaab-dhismeedkani wuxuu xalliyaa ku-tiirsanaanta kala duwan ee bandwidth iyo hufnaanta dhumucda lakabka nuugista, waxaana la filayaa in lagu gaaro heer sare iyo waxtarka tirada sare ee APD. Habka WG-APD wuu ka fudud yahay kan RCE APD, kaas oo meesha ka saaraya habka diyaarinta adag ee muraayadda DBR. Sidaa darteed, waxay aad ugu macquulsan tahay goobta la taaban karo waxayna ku habboon tahay isku xirka indhaha ee diyaaradda caadiga ah.
3. Gabagabo
Horumarka baraf-beelkasawirqaadeagabka iyo aaladaha ayaa dib loo eegayaa. Heerarka isku dhaca elektarooniga ah iyo daloolka ionization ee agabka InP waxay ku dhow yihiin kuwa InAlAs, taas oo horseedaysa habka labanlaabka ah ee labada calaamadood ee sideyaasha, taas oo ka dhigaysa dhismaha barafka waqti dheer iyo sawaxanka korodhay. Marka la barbar dhigo agabka InAlAs saafiga ah, InGaAs (P) / InAlAs iyo In (Al) GaAs/InAlAs qaab dhismeedka ceelasha quantum waxay leeyihiin saamiga korodhay ee isku-dhafka ionization-ka, markaa waxqabadka qaylada si weyn ayaa loo beddeli karaa. Marka la eego qaab-dhismeedka, resonator xoojiyey (RCE) SAGCM qaab-dhismeedka iyo gees-isku-xidhan qaab-dhismeedka waveguide (WG-APD) ayaa la sameeyay si loo xalliyo iska hor imaadyada saamaynta kala duwan ee dhumucda lakabka nuugista xawaaraha qalabka iyo tayada tirada. Kakanaanta hawsha awgeed, si buuxda u dhaqangelinta labadan qaab-dhismeed waxay u baahan yihiin in la sii baadho.
Waqtiga boostada: Nov-14-2023