При использовании нрямозонных и непрямозонных материалов вдали от порога коэффициент поглощения может быть очень большим Тогда при изготовлении диода необходимо обеспечить очень тонкий и сильно легированный (хорошо проводящий) поверхностный слой. При этом появляются трудности, обусловленные относительно высокой скоростью поверхностной рекомбинации. Большая часть рождающихся в поверхностном слое носителей рекомбинирует на поверхности, прежде чем успеет диффундировать к контактам. Следовательно, ухудшается квантовый выход. Найдено два способа преодоления этой трудности: диод с барьером Шотки (рис. 12.7, а) и гетероструктурный диод (рис. 12.7, б).
В диоде с барьером Шотки используется отрицательно смещенный выпрямляющий слой металл — полупроводник. Это не всегда возможно; например, в германии обратный ток возрастает слишком быстро с ростом напряжения. Конечно, пленка металла должна быть достаточно прозрачной для излучения. Практически это означает, что ее толщина не должна превышать
Гегероструктурные диоды больше подходят для использования в оптической связи на длинных волнах. Образующий поверхностный слой полупроводник должен иметь широкую запрещенную зону, чтобы поглощение излучения было слабым. Поглощение становится значительным при попадании света в узкозонный материал гетероструктуры, где электрическое поле максимально. Если скорость рекомбинации не слишком велика, можно получить высокий квантовый выход. Обычно работают с двумя системами, а именно
и
в которых можно выделить три области — поверхностный слой, дрейфовую область и подложку. В системе InGaAsP в состав поверхностного слоя может входить Исследован целый ряд других вариантов такой структуры, некоторые из них обсуждаются в § 12.2.
На рис. 12.8 показаны два типа фотодиодов с малой площадью, которые имеют хорошую характеристику в диапазоне Тройное соединение выращивается на подложке из с хорошим согласованием решеток. Ширина запрещенной зоны обеспечивает длинноволновую границу на -переход формируется за счет диффузии цинка. Такой диод может работать как при фронтальном, так и при тыльном освещении.