Введение

1 Физика ЛФД

1.1 Лавинное умножение

1.2Коэффициент умножения и полоса пропускания ЛФД

1.3 Избыточный шум ЛФД

2 ЛФД с большим коэффициентом умножения ударной ионизации. Тверодтельные ФЭУ

2.1 Избыточный шум лавины

2.2 ЛФД на основе многослойных структур

2.3 ЛФД с варизонной структурой

2.4 ЛФД на основе сверхрешеток

2.4.1 ЛФД на основе многослойной структуры с квантовыми ямами

2.4.2 ЛФД на основе сверхрешеток с варизонной областью

2.4.3 Ступенчатые ЛФД

2.4.4 Эффективность ионизации на один динод

2.4.5Канальные ЛФД

3 Анализ преимуществ и недостатков имеющихся в настоящее время в ЛФД

4 Выбор базовых принципов проведения разработки конструкции ЛФП

5 Разработка конструкции ЛФД

5.1 Физические принципы, использованные в разработке кристалла ЛФД

5.2 Расчет зонной диаграммы

5.2.1 Исходные допущения

5.2.2 Выбор профиля легирования

5.2.3 Граничные условия решения системы уравнений

5.2.4 Выбор количества точек на расчетном интервале

5.2.5 Моделирование распределения напряженности электрического поля в области формирования лавины

5.3 Расчет просветляющего покрытия ЛФД

5.4 Особенности топологии кристалла

6 Результаты измерения параметров разработанного ЛФД

6.1 Изготовление экспериментальных образцов ЛФП

6.2 Изготовление экспериментальных образцов ЛФП

6.3 Результаты измерений ВАХ экспериментального образца ЛФД

6.4 Спектральная чувствительность экспериментального образца ЛФД

6.5 Исследование быстродействия экспериментального образца ЛФД

7 Выводы и рекомендации по результатам работы

Введение

1 Физика лавинных фотодиодов

1.1 Лавинное умножение

Основной физический принцип возникновения процесса лавинного умножения электронов и дырок заключается в следующем.

За время свободного пробега электрон или дырка приобретают настолько большую энергию в электрическом поле внешнего источника питания (превышающую энергию запрещенной зоны полупроводника), что при передаче этой энергии кристаллической решетке происходит процесс переноса дополнительных электронов из валентной зоны в зону проводимости. Этот процесс получил название "ударная ионизация".

1.2 Коэффициент умножения и полоса пропускания лавинных фотодиодов

При дрейфе электронов и дырок в электрическом поле обедненной области p-i-п-фотодиода их кинетическая энергия увеличивается. Если напряженность электрического поля велика эти носители, прежде чем достигнут квазинейтральные области могут приобрести кинетическую энергию, достаточную для создания новой пары электрон-дырка посредством ударной ионизации. Энергии, которая выделяется при неупругом соударении решетки, достаточно, чтобы перевести валентный электрон в зону проводимости, оставив дополнительную дырку в валентной зоне. Этот процесс может повторяться. Так возникает лавина, при которой число генерированных светом первичных носителей умножается. Скорость ударной ионизации, инициируемой электроном либо дыркой, характеризуется коэффициентами ? и ?. Они определяют число вторичных электронно- дырочных пар, создаваемых одним инициирующим носителем на единице пути. Величиной, обратной коэффициентам ионизации ? и ?, является длина ионизации - среднее расстояние, которое пролетает носитель между ионизующими столкновениями. Коэффициенты ударной ионизации электронов и дырок, как правило, разные, имеют сильно выраженную зависимость от напряженности электрического поля в данной точке кристалла и определяются зонной структурой полупроводника.

Примечаний нет.