हिमस्खलन फोटोडेटेक्टर (एपीडी फोटोडेटेक्टर) भाग दोनचे तत्व आणि सध्याचे परिस्थिती

ची तत्त्व आणि सध्याची परिस्थितीहिमस्खलन फोटोडेटेक्टर (एपीडी फोटोडेटेक्टर) भाग दोन

2.2 एपीडी चिप रचना
वाजवी चिप स्ट्रक्चर ही उच्च कार्यक्षमता उपकरणांची मूलभूत हमी आहे. एपीडीची स्ट्रक्चरल डिझाइन प्रामुख्याने आरसी वेळ स्थिर, हेटरोजंक्शनवर होल कॅप्चर, कमी होण्याच्या प्रदेशाद्वारे कॅरियर ट्रान्झिट टाइम इत्यादींचा विचार करते. त्याच्या संरचनेचा विकास खाली सारांशित केला आहे:

(१) मूलभूत रचना
सर्वात सोपी एपीडी रचना पिन फोटोडिओडवर आधारित आहे, पी प्रदेश आणि एन प्रदेश मोठ्या प्रमाणात डोप केला जातो आणि दुय्यम इलेक्ट्रॉन आणि छिद्र जोड्या तयार करण्यासाठी समीप पी प्रदेशात किंवा एन प्रदेशात एन-प्रकार किंवा पी-प्रकार दुप्पट-पूर्णविरोधी प्रदेश सादर केला जातो, जेणेकरून प्राथमिक फोटोकेन्टच्या विस्ताराची जाणीव होईल. आयएनपी मालिका सामग्रीसाठी, आयनीकरण गुणांक आयनीकरण गुणांकपेक्षा भोक प्रभाव आयनीकरण गुणांक जास्त असल्याने, एन-टाइप डोपिंगचा वाढीचा प्रदेश सहसा पी प्रदेशात ठेवला जातो. एक आदर्श परिस्थितीत, केवळ छिद्र वाढीच्या प्रदेशात इंजेक्शन दिले जातात, म्हणून या संरचनेला भोक-इंजेक्टेड स्ट्रक्चर म्हणतात.

(२) शोषण आणि वाढ वेगळे आहे
आयएनपीच्या वाइड बँड गॅप वैशिष्ट्यांमुळे (आयएनपी 1.35 ईव्ही आहे आणि आयएनजीएएस 0.75EV आहे), आयएनपी सहसा गेन झोन मटेरियल आणि आयएनजीएएस शोषक झोन सामग्री म्हणून वापरला जातो.

()) अनुक्रमे शोषण, ग्रेडियंट आणि गेन (एसएजीएम) संरचना प्रस्तावित आहेत
सध्या, बहुतेक व्यावसायिक एपीडी डिव्हाइस आयएनपी/आयएनजीएएएस मटेरियल, आयएनजीएएएस शोषण थर म्हणून वापरतात, उच्च विद्युत क्षेत्राखाली (> 5x105 व्ही/सेमी) ब्रेकडाउनशिवाय, एक गेन झोन सामग्री म्हणून वापरला जाऊ शकतो. या सामग्रीसाठी, या एपीडीची रचना अशी आहे की हिमस्खलन प्रक्रिया एन-टाइप आयएनपीमध्ये छिद्रांच्या टक्करमुळे तयार केली जाते. आयएनपी आणि आयएनजीएएएस मधील बँड अंतरातील मोठ्या फरक लक्षात घेता, व्हॅलेन्स बँडमधील सुमारे 0.4 ईव्हीच्या उर्जा पातळीवरील फरक आयएनपी गुणक थरात पोहोचण्यापूर्वी हेटरोजंक्शन काठावर अडथळा आणलेल्या आयएनजीएएस शोषण थरात व्युत्पन्न केलेल्या छिद्रांमुळे आणि वेग कमी केला जातो, परिणामी या एपीडीचा दीर्घकाळ प्रतिसाद आणि अरुंद बँडविड्थ होतो. दोन सामग्री दरम्यान आयएनजीएएसपी संक्रमण थर जोडून ही समस्या सोडविली जाऊ शकते.

()) अनुक्रमे शोषण, ग्रेडियंट, चार्ज आणि गेन (एसएजीसीएम) संरचना प्रस्तावित आहेत
शोषण थर आणि गेन लेयरचे इलेक्ट्रिक फील्ड वितरण आणखी समायोजित करण्यासाठी, चार्ज लेयर डिव्हाइस डिझाइनमध्ये ओळखला जातो, ज्यामुळे डिव्हाइसची गती आणि प्रतिसाद सुधारते.

()) रेझोनेटर वर्धित (आरसीई) एसएजीसीएम स्ट्रक्चर
पारंपारिक डिटेक्टर्सच्या वरील इष्टतम डिझाइनमध्ये, आपल्याला हे सत्य आहे की शोषण थरची जाडी डिव्हाइस वेग आणि क्वांटम कार्यक्षमतेसाठी एक विरोधाभासी घटक आहे. शोषक थराची पातळ जाडी वाहक संक्रमण वेळ कमी करू शकते, म्हणून एक मोठी बँडविड्थ मिळू शकते. तथापि, त्याच वेळी, उच्च क्वांटम कार्यक्षमता प्राप्त करण्यासाठी, शोषण थरात पुरेशी जाडी असणे आवश्यक आहे. या समस्येचे निराकरण रेझोनंट पोकळी (आरसीई) रचना असू शकते, म्हणजेच वितरित ब्रॅग रिफ्लेक्टर (डीबीआर) डिव्हाइसच्या तळाशी आणि शीर्षस्थानी डिझाइन केलेले आहे. डीबीआर मिररमध्ये दोन प्रकारचे साहित्य असते ज्यात कमी अपवर्तक निर्देशांक आणि संरचनेत उच्च अपवर्तक निर्देशांक असतात आणि दोन वैकल्पिकरित्या वाढतात आणि प्रत्येक थरची जाडी सेमीकंडक्टरमध्ये घटनेच्या प्रकाश तरंगलांबी 1/4 पूर्ण करते. डिटेक्टरची रेझोनेटर रचना वेग आवश्यकता पूर्ण करू शकते, शोषण थराची जाडी खूप पातळ केली जाऊ शकते आणि अनेक प्रतिबिंबांनंतर इलेक्ट्रॉनची क्वांटम कार्यक्षमता वाढविली जाते.

()) एज-युग्मित वेव्हगुइड स्ट्रक्चर (डब्ल्यूजी-एपीडी)
डिव्हाइस गती आणि क्वांटम कार्यक्षमतेवर शोषण थर जाडीच्या भिन्न प्रभावांच्या विरोधाभास सोडविण्याचा आणखी एक उपाय म्हणजे एज-युग्मित वेव्हगॉइड स्ट्रक्चरचा परिचय देणे. ही रचना बाजूलाून प्रकाशात प्रवेश करते, कारण शोषण थर खूप लांब आहे, उच्च क्वांटम कार्यक्षमता प्राप्त करणे सोपे आहे आणि त्याच वेळी, शोषणाचा थर खूप पातळ बनविला जाऊ शकतो, ज्यामुळे वाहक संक्रमण वेळ कमी होतो. म्हणूनच, ही रचना बँडविड्थचे भिन्न अवलंबित्व आणि शोषण थराच्या जाडीवर कार्यक्षमता सोडवते आणि उच्च दर आणि उच्च क्वांटम कार्यक्षमता एपीडी प्राप्त करणे अपेक्षित आहे. डब्ल्यूजी-एपीडीची प्रक्रिया आरसीई एपीडीपेक्षा सोपी आहे, जी डीबीआर मिररची जटिल तयारी प्रक्रिया दूर करते. म्हणूनच, हे व्यावहारिक क्षेत्रात अधिक व्यवहार्य आहे आणि सामान्य विमान ऑप्टिकल कनेक्शनसाठी योग्य आहे.

3. निष्कर्ष
हिमस्खलनाचा विकासफोटोडेटेक्टरसाहित्य आणि उपकरणांचे पुनरावलोकन केले जाते. आयएनपी मटेरियलचे इलेक्ट्रॉन आणि होल टक्कर आयनीकरण दर इनलासच्या जवळ आहेत, ज्यामुळे दोन वाहक सहजीवनांची दुहेरी प्रक्रिया होते, ज्यामुळे हिमस्खलन इमारतीचा काळ जास्त काळ होतो आणि आवाज वाढतो. शुद्ध इनलास मटेरियलच्या तुलनेत, आयएनजीएएएस (पी) /इनलास आणि इन (अल) गाए /इनलास क्वांटम वेल स्ट्रक्चर्समध्ये टक्कर आयनीकरण गुणांकांचे प्रमाण वाढते आहे, म्हणून ध्वनीची कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात बदलली जाऊ शकते. संरचनेच्या बाबतीत, डिव्हाइस वेग आणि क्वांटम कार्यक्षमतेवर शोषक थर जाडीच्या भिन्न प्रभावांचे विरोधाभास सोडविण्यासाठी रेझोनेटर वर्धित (आरसीई) एसएजीसीएम स्ट्रक्चर आणि एज-युग्मित वेव्हगुइड स्ट्रक्चर (डब्ल्यूजी-एपीडी) विकसित केले गेले आहेत. प्रक्रियेच्या जटिलतेमुळे, या दोन रचनांच्या संपूर्ण व्यावहारिक अनुप्रयोगाचा पुढील शोध घेणे आवश्यक आहे.