光子计数应用的崩溃光二极管及其方法技术

本发明专利技术提供一种改进的崩溃光二极管（ＡＰＤ）及改进的ＡＰＤ操作方式的，尤其助益于单一光子检测应用。ＡＰＤ有一吸收区、一控制区及一倍增区，其中该倍增区的ｋ值约等于１。在一实施例中，上述倍增区包含一掺杂ＩｎＰ（磷化铟）层。所述场控制层的设计能产生一电场缩减量，该电场缩减量等于该倍增区的崩溃电场加上或减去５Ｖ／μｍ。上述方法包含：在该ＡＰＤ上施加一电位以引发该倍增区上的电场，并超过该崩溃电场；同时控制区保护吸收区，以避免过多的杂讯。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关关崩溃光二极管及光子计数的技术。
技术介绍
崩溃光二极管(APD)是将光信号转换成电子信号的已有感光元件。APD的作用类似标准光二极管，因为APD和光二极管均将光能转变成电子信号。然而，APD额外纳入存在于其内部的增益机制而使感光性更高。换言之，在已有的p-i-n光二极管中，单一光子被转换成一个电子-空穴对；在APD中，单一光子能被吸收而形成多个电子-空穴对。然而此倍增现象会使APD的输出产生不需要的杂讯。因此，APD的研发人员及制造者持续致力于开发一种具高感性并能降低杂讯的APD。图1描绘一种经过简化的崩溃光二极管(APD)100。虽然图1所示APD 100为蚀刻高台型(etched mesa-form)，但在此讨论的整体内容同样适用于体型平面。APD 100包含一p-InP基材110；一p-InP缓冲层120及一n-InP层130，其形成宽能带间隙倍增区；一中间能带的n-InGaAsP阶段层或能带间隙转变层140；以及一n-InGaAs窄能带间隙吸收层150。中间能带间隙转变层140是为降低倍增区130与吸收区150的界面上的电荷累积。层105和115为接点，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种崩溃光二极管，适用于单一光子检测，其至少包含：一吸收层，其界定一穿隧诱发电场；至少一中间能带间隙转变层；一电场控制层；一倍增层，界定一崩溃电场；其中，该电场控制层是设定用以产生下列之一：该 电场控制层内的电场缩减量相当于该崩溃电场；以及该电场控制层内的电场缩减量连同该倍增层内的电场缩减量，以提供一总电场缩减量相当于该崩溃电场。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆士维克斯，
申请(专利权)人：亚帕托尼克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]