图1(a)是一个典型的异质结PIN[13],P型和N型区域均为InP,本征层In1 ,Ga,As生长在N型InP衬底上。当X=0.47时InGaAs和InP之间晶格匹配,并且窄的禁带宽度能使光谱响应达到1.65 gm。由于InP的禁带较宽(1.34 eV),根据式(3-5)可知它的本征吸收截止波长为0.92 gm。因此对于波长大于0.92 gm的入射光InP呈透明状态,如图1(b)所示。通过消除表面p+-InP的吸收增加了入射光在本征区的吸收,有效地提高了响应度。表面吸收的消除还使得在0.92 gm和1.65 gm范围内波长响应曲线变得平坦。这是因为吸收系数随入射光波长减小而增大,相应的吸收长度随入射光波长减小而减小。在没有消除表面吸收的情况下,对于短波长的入射光有很大一部分在表面被吸收,对于表面吸收产生的载流子会由于表面态等原因很快被复合掉。由于这部分载流子未漂移到pn结就被复合掉,因此对光电流没有贡献,这样就使得短波长光的响应度偏低,造成光谱吸收曲线不平坦。需要注意的是只有当本征区宽度足够大(比吸收长度大得多)时,光谱吸收曲线才会平坦。当本征区较窄时,响应度还是会随波长的增加而下降,即光谱吸收曲线不再平坦。此外,这种结构由于光吸收发生在本征耗尽层中,不含有本征区外的载流子扩散,因此极大地提高了速度。
图1 InGaAs/lnP异质结PIN
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