Лавинные фотодиоды




ЛАВИННЫЙ ФОТОДИОД - часть 3


Конструкции ЛФД могут ме­няться в зависимости от свойств применяемых  материалов.  По­скольку эти приборы работают в лредпробойном режиме, то ос­новным   требованием   является очень высокое качество и одно­родности как самого материала, так и p-n-структуры. Недопусти­мы утечки тока и появление са­мопроизвольных     микроплазм в дефектных областях. В качест­ве примера на рис. 11.20 приве­дена структура кремниевого ла­винного фотодиода.

Для уменьшения отражения света рабочая поверхность покрывается просветляющей диэлектрической плен­кой. Защитное кольцо по периметру p-n-перехода служит для предупреждения локальных лавинных пробоев и достижения рав­номерного по площади лавинного усиления. В фотодиодах на основе кремния глубина проникновения света велика вследствие малости показателя поглощения. Поэтому область обедненного слоя по аналогии с p-i-n-фотодиодом формируют в виде слаболе­гированного высокоомного        p---слоя (p-слоя). К этой области примыкает р-слой с высокой концентрацией носителей, образу­ющий лавинную область с большой напряженностью электричес­кого поля. В фотодиодах на основе прямозонных полупровод­ников A3B5 показатель поглощения велик, необходимость в со­здании широкого обедненного слоя отсутствует и они могут быть выполнены в виде простой p+-n-структуры. Лавинные фотодиоды обладают очень высоким быстродейст­вием, достигающим (0,2...0,5) нc. Они имеют максимальное про­изведение коэффициента усиления на ширину полосы пропуска­ния, составляющее 100 ГГц и более. В то же время ЛФД значите­льно дороже, требуют специального источника питания, они капризнее в эксплуатации, чем p-i-n- фотодиоды. Они применяют­ся в оптоэлектронике для регистрации слабых оптических пото­ков, промодулированных высокочастотным сигналом. Спект­ральные характеристики некоторых типов фотодиодов приведе­ны на рис. 11.8.

Кроме рассмотренных примеров существуют другие разнови­дности ЛФД, в том числе на основе гетероструктур, с варизонной активной областью, с активной областью на сверхрешетках, канальные ЛФД и др. Характерные параметры наиболее распространенных типов фотодиодов представлены в табл. 11.2.




Содержание  Назад