雪崩光電探測(cè)器,雪崩光電探測(cè)器的材料，芯片結(jié)構(gòu)，能帶等
1)Si
Si材料技術(shù)是一種成熟技術(shù)，廣泛應(yīng)用于微電子領(lǐng)域，但并不適合制備目前光通信領(lǐng)域普遍接受的1.31mm,1.55mm波長(zhǎng)范圍的器件。
2)Ge
Ge APD雖然光譜響應(yīng)適合光纖傳輸?shù)蛽p耗、低色散的要求，但在制備工藝中存在很大的困難。而且，Ge的電子和空穴的離化率比率（ ）接近1，因此很難制備出高性能的APD器件。
3)In0.53Ga0.47As/InP
選擇In0.53Ga0.47As作為APD的光吸收層，InP作為倍增層，是一種比較有效的方法[2]。In0.53Ga0.47As材料的吸收峰值在1.65mm, 在1.31mm,1.55mm 波長(zhǎng)有約為104cm-1高吸收系數(shù)，是目前光探測(cè)器吸收層首選材料。In0.53Ga0.47As光電二極管比起Ge光電二極管，有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）In0.53Ga0.47As是直接帶隙半導(dǎo)體，吸收系數(shù)高；（2）In0.53Ga0.47As介電常數(shù)比Ge小，要得到與Ge光電二極管相同的量子效率和電容，可以減少In0.53Ga0.47As耗盡層的厚度，因此可以預(yù)期In0.53Ga0.47As/InP光二極管具有高的效應(yīng)和響應(yīng)；（3）電子和空穴的離化率比率（ ）不是1，也就是說In0.53Ga0.47As/InP APD噪聲較低；（4）In0.53Ga0.47As與InP晶格完全匹配，用MOCVD方法在InP襯底上可以生長(zhǎng)出高質(zhì)量的In0.53Ga0.47As外延層，可以顯著的降低通過p-n結(jié)的暗電流。（5）In0.53Ga0.47As/InP異質(zhì)結(jié)構(gòu)外延技術(shù)，很容易在吸收區(qū)生長(zhǎng)較高帶隙的窗口層，由此可以消除表面復(fù)合對(duì)量子效率的影響。
4)InGaAsP/InP
選擇InGaAsP作為光吸收層，InP作為倍增層,可以制備響應(yīng)波長(zhǎng)在1-1.4mm，高量子效率，低暗電流，高雪崩增益得的APD。通過選擇不同的合金組分，滿足對(duì)特定波長(zhǎng)的最佳性能。
)InGaAs/InAlAs
In0.52Al0.48As材料帶隙寬（1.47 eV），在1.55 mm 波長(zhǎng)范圍不吸收，有證據(jù)顯示，薄In0.52Al0.48As外延層在純電子注入的條件下，作為倍增層材料，可以獲得比InP更好的增益特性。
6)InGaAs/InGaAs（P）/InAlAs和InGaAs/In（Al）GaAs/InAlAs
材料的碰撞離化率是影響APD性能的重要因素。研究表明[6]，可以通過引入InGaAs（P）/InAlAs和 In（Al）GaAs/InAlAs超晶格結(jié)構(gòu)提高倍增層的碰撞離化率。應(yīng)用超晶格結(jié)構(gòu)這一能帶工程可以人為控制導(dǎo)帶和價(jià)帶值間的非對(duì)稱性帶邊不連續(xù)性，并保證導(dǎo)帶不連續(xù)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于價(jià)帶不連續(xù)性（ΔEc>>ΔEv）。與InGaAs體材料相比，InGaAs/InAlAs量子阱電子離化率(a)明顯增加，電子和空穴獲得了額外能量，由于ΔEc>>ΔEv，可以預(yù)期電子所獲得的能量使電子離化率的增加量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空穴能量對(duì)空穴離化率(b)的貢獻(xiàn)，電子離化率與空穴離化率的比率（k）增加。因此，應(yīng)用超晶格結(jié)構(gòu)可以獲得大的增益-帶寬積（GBW）和低噪聲性能。然而，這種可以使k值增加的InGaAs/InAlAs量子阱結(jié)構(gòu)APD很難應(yīng)用在光接收機(jī)上。這是因?yàn)橛绊懽畲箜憫?yīng)度的倍增因子受限于暗電流，而不是倍增噪聲。在此結(jié)構(gòu)中，暗電流主要是由窄帶隙的InGaAs阱層的隧道效應(yīng)引起，因此，引入寬帶隙的四元合金，比如InGaAsP或InAlGaAs,代替InGaAs作為量子阱結(jié)構(gòu)的阱層可以抑制暗電流。
