GaN APD (Avalanche Photodiode) Epitaxy *S

Dans les champs de pointe tels que les communications optiques, la détection des ultraviolets profonds et la détection quantique, les performances des photodiodes d'avalanche (APD) déterminent directement la sensibilité de détection et la vitesse de réponse des systèmes. Le nitrure de gallium (GAn), avec sa large bande interdite (3,4 eV), son champ électrique élevé (3 mV / cm) et sa résistance au rayonnement, est devenu le matériau central des APD à haute performance de nouvelle génération. La conception de la structure épitaxiale des APD GaN est essentielle pour obtenir un faible bruit, un gain élevé et une réponse rapide. PAM-XIAMEN est spécialisé dans la croissance de l'absorption et de la multiplication et de la multiplication verticales de latéraux (SAM) et du superlattice / hétérojonction GAn APD TAUVEURS épitaxiaux. Ci-dessous, nous prenons la structure SAM verticale à titre d'exemple:

1. Structure épitaxiale de Gan APD

2. Avantages de la structure pinin

La structure Pinin est un choix idéal pour construire des APD GaN à haute performance, offrant les avantages suivants:

Premièrement, la couche I intermédiaire sert de région de multiplication. Sa faible concentration de dopage permet un champ électrique élevé, facilitant une multiplication efficace de l'avalanche.

Deuxièmement, les couches de type N et de type P bloquent efficacement la génération de courant sombre, supprimant la densité de courant sombre et améliorant les performances du dispositif.

Troisièmement, la couche I limite la distribution du champ électrique, améliorant la tension de panne. L'ajustement de l'épaisseur et de la concentration de dopage de la couche I permet un contrôle précis sur la recombinaison des porteurs, en optimisant davantage les caractéristiques des dispositifs.

3. Atteindre des effets d'avalanche stables dans les APD Gan

La recherche indique que les effets de l'avalanche stables nécessitent deux conditions clés:

1) couches épitaxiales de Gan de haute qualité

La densité des défauts de la couche épitaxiale GaN affectera le transport et l'efficacité d'ionisation collisionnelle des porteurs de charge. Par conséquent, en utilisant un substrat GaN pour la croissance épitaxiale homogène, la densité des défauts peut être efficacement réduite et l'uniformité et la qualité du matériau peuvent être améliorées. De plus, les couches épitaxiales GaN de haute qualité ont une mobilité plus élevée des porteurs, ce qui signifie que les transporteurs peuvent atteindre la région d'avalanche plus rapidement et déclencher des effets d'avalanche.

2) Techniques de terminaison de bord optimisées

D'une part, la région de bord de GaN APD est sujette aux pics de champ électrique locaux, ce qui peut provoquer une ionisation de collision prématurée des porteurs de charge et déclencher des effets d'avalanche instables. En utilisant des techniques telles que l'implantation ionique, la plaque de champ ou la gravure du tableau pour la terminaison des bords, les pics de champ électrique locaux peuvent être efficacement réduits ou éliminés, améliorant la stabilité des effets d'avalanche. D'un autre côté, les fuites de courant sombre affecteront la sensibilité et le rapport signal / bruit de GaN APD. En optimisant la structure de terminaison des bords, les fuites de courant sombre peuvent être effectivement réduites et les performances de l'appareil peuvent être améliorées.

En augmentant les couches épitaxiales de haute qualité et en optimisant des techniques de terminaison de bord, les effets d'arvalanche stables peuvent être effectivement obtenus, améliorant ainsi les performances de l'APD GAN pour les applications dans des environnements à haute température et sévères.

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