InAs电子雪崩光电二极管：红外探测与光通信的理想选择 *S

        砷化铟（InAs）是用于红外雪崩光电二极管（APD）的半导体材料之一。在短波红外波长下，基于InAs的雪崩光电二极管由于其0.34eV的显著直接带隙而提供了高检测效率，这对应于室温下约3.55µm的截止波长。此外，它们的高光谱响应使InAs APD成为遥感常见大气气体（如1.67µm和3.4µm的甲烷和2µm的二氧化碳）的有前景的探测器。可供InAs电子雪崩光电二极管（e-APD）外延片，具体结构如下仅供参考：

1. 砷化铟基电子雪崩光电二极管外延结构

1） p-i-n型雪崩电子光电二极管结构

2）n-i-p型电子雪崩光电二极管结构

2. 关于电子雪崩光电二极管

        电子雪崩光电二极管 (e-APD)实际上体现了理论上理想的 APD 的许多特性，是一种新型雪崩光电二极管。 理想的APD 应该从仅一种载流子类型的碰撞电离中获得增益。在这种情况下，电子 ( α ) 和空穴 ( β )的电离系数之比 ( k )变为零。虽然α = 0 或β = 0 都可以给出k = 0 的条件，但迄今为止只演示了β = 0 的 APD。因此，这些 APD 被称为 e-APD，因为它们的雪崩倍增完全来自电子的碰撞电离。e-APD 的最大脉冲响应持续时间（等于电子和空穴穿越倍增区域的时间总和）无论其工作增益如何都保持不变，这意味着 e-APD（与传统 APD 不同）不会受到增益带宽积限制。

        与所有传统雪崩光电二极管相比，电子光电二极管因其独特的无反馈雪崩倍增过程而具有三大优势：

        首先，高线性模式增益更易于利用，因为它们的增益随着电场的增加而呈指数上升，而不是经历经典的突然击穿；

        其次，它们的过量噪声因子 ( F ) 被最小化，非常接近光电倍增管的过量噪声因子，并且始终低于2。事实上，如果电离死区相对于平均电离路径长度变大，α −1，F甚至可以接近 1 的极限；

        第三，电子雪崩光电二极管的最大脉冲响应持续时间将保持恒定，与其工作增益无关，等于电子和空穴在倍增区域内的渡越时间之和。因此，与所有其他雪崩光电二极管不同，电子雪崩光电二极管绝不会受到增益带宽积限制。

        InAs 电子雪崩光电二极管对红外焦平面阵列成像应用具有应用前景，因为它们的低工作电压是有利的。此外，其可以应用于无需增益带宽积或单光子检测的光通信。

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