光敏二極管結構對任何設備作為光電探測器的工作方式都有很大影響。光敏二極管的結構和材料決定了光敏二極管的工作方式，結區的大小(包括本征區域)等因素會增加可以收集光照片的區域或體積的大小。因此，用于光敏二極管的結構、材料和機制都非常重要。使用了各種不同的光敏二極管結構，這些結構根據所討論的光電二極管的類型而有所不同。雪崩光電二極管結構不同于用于 PIN 或 PN 光敏二極管的結構。肖特基光敏二極管結構再次不同。然而，所有光電二極管結構都旨在優化光收集和轉換。

光敏二極管一、結構

標準的PN結二極管可以提供光電二極管的功能。然而，光電二極管的關鍵要求之一是收集光的合適區域。在標準 PN 結內，這相對較小，但可以通過使用 PIN 二極管來增加面積。由于本征區域包含在用于集光的有源結中，因此用于集光的區域要大得多，從而使 PIN 光電二極管更有效。在光電二極管制造過程中，在 P 型和 N 型層之間插入了厚的本征層。該中間本征層可以是完全本征的，或者是非常輕摻雜的以使其成為N-層。在某些情況下，它可以作為外延層生長到襯底上，或者它可以包含在襯底本身內。

光敏二極管二、有效區域　　

光敏二極管的主要要求之一是確保最大量的光到達本征層。實現這一點的最有效方法之一是將電觸點放置在設備的側面，如圖所示。這使得最大量的光能夠到達有效區域。發現由于襯底是重摻雜的，由于這不是有源區，因此幾乎沒有光損失。由于光在一定距離內大部分被吸收，本征層的厚度通常與此相匹配。任何超過此厚度的增加都會降低操作速度——這是許多應用中的一個重要因素，并且不會大大提高效率。也可以讓光從結的一側進入光電二極管。通過以這種方式操作光電二極管，可以使本征層變得更少以提高操作速度，盡管效率降低。

光敏二極管三、異質結

在某些情況下，可以使用異質結。這種結構形式具有額外的靈活性，可以從基板接收光，并且具有更大的能隙，使其對光透明。PIN 光敏二極管的異質結格式使用較少標準的技術，通常使用圖中所示的 InGaAs 和 InP 等材料。作為一個不太標準的過程，它的實施成本更高，因此往往被用于更專業的產品。

光電二極管四、材料

光敏二極管的材料決定了它的許多特性。關鍵特性或特性之一是二極管響應的光的波長。另一個是噪音水平。這兩者在很大程度上取決于光敏二極管中使用的材料。由于使用不同材料而導致的對波長的不同響應會發生，因為只有具有足夠能量的光子才能在材料的帶隙中激發電子，才會產生顯著的能量來產生來自光電二極管的電流。雖然材料的波長敏感性非常重要，但另一個可能對光敏二極管性能產生重大影響的參數是產生的噪聲水平。由于其更大的帶隙，硅光電二極管產生的噪聲比鍺光電二極管要小。然而，還需要考慮需要光電二極管的波長，并且鍺光電二極管必須用于長于大約 1000 nm 的波長。

光電二極管五、偏壓下工作

雪崩光電二極管結構與更常用的PN光電二極管結構或PIN光電二極管的結構比較相似。然而，由于雪崩光電二極管在高水平的反向偏壓下工作，所以在二極管結的周邊放置了一個保護環。這可以防止表面破壞機制。為了獲得最佳噪聲性能，需要電子和空穴的電離系數有很大差異。硅提供了良好的噪聲性能，不同系數之間的比率為 50。鍺和許多 III-V 族化合物的比率僅小于二。雖然這些材料的噪聲性能要差得多，但它們需要使用更長時間需要提供較小能隙的波長。

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