SPADbitta fotonli ko'chki fotodetektori
SPAD fotodetektor sensorlari birinchi marta taqdim etilganda, ular asosan kam yorug'likni aniqlash stsenariylarida ishlatilgan. Biroq, ularning ishlashi va sahna talablarining rivojlanishi bilan,SPAD fotodetektorisensorlar avtomobil radarlari, robotlar va uchuvchisiz havo vositalari kabi iste'molchi stsenariylarida tobora ko'proq qo'llanila boshlandi. Yuqori sezuvchanlik va past shovqin xususiyatlari tufayli SPAD fotodetektor sensori yuqori aniqlikdagi chuqurlikni idrok etish va kam yorug'likdagi tasvirga erishish uchun ideal tanlovga aylandi.
PN birikmalariga asoslangan an'anaviy CMOS tasvir sensorlaridan (MDH) farqli o'laroq, SPAD fotodetektorining asosiy tuzilishi Geiger rejimida ishlaydigan ko'chki diodidir. Jismoniy mexanizmlar nuqtai nazaridan, SPAD fotodetektorining murakkabligi PN ulanish qurilmalariga qaraganda ancha yuqori. Bu, asosan, yuqori teskari yo'nalishda, muvozanatsiz tashuvchilarni in'ektsiya qilish, termal elektron effektlari va nuqson holatlari bilan yordam beradigan tunnel oqimlari kabi muammolarni keltirib chiqarishi ehtimoli ko'proq ekanligida namoyon bo'ladi. Bu xususiyatlar uni dizayn, jarayon va sxema arxitekturasi darajasida jiddiy qiyinchiliklarga duchor qiladi.
Umumiy ishlash parametrlariSPAD ko'chki fotodetektoriPiksel oʻlchami (piksel oʻlchami), qorongʻu hisoblash shovqini (DCR), yorugʻlikni aniqlash ehtimoli (PDE), oʻlik vaqt (oʻlik vaqt) va javob vaqti (javob vaqti) kiradi. Ushbu parametrlar SPAD ko'chkisi fotodetektorining ishlashiga bevosita ta'sir qiladi. Masalan, qorong'u hisoblash tezligi (DCR) detektor shovqinini aniqlashning asosiy parametridir va SPAD bitta fotonli detektor sifatida ishlashi uchun buzilishdan yuqori bo'lgan moyillikni saqlab turishi kerak. Yorug'likni aniqlash ehtimoli (PDE) SPADning sezgirligini aniqlaydiko'chki fotodetektoriva elektr maydonining intensivligi va taqsimlanishi ta'sir qiladi. Bundan tashqari, DeadTime - bu SPAD ishga tushirilgandan so'ng dastlabki holatiga qaytishi uchun zarur bo'lgan vaqt, bu maksimal fotonni aniqlash tezligi va dinamik diapazonga ta'sir qiladi.
SPAD qurilmalarining ishlashini optimallashtirishda asosiy ishlash parametrlari o'rtasidagi cheklash munosabati katta muammo hisoblanadi: masalan, pikselni miniatyuralashtirish to'g'ridan-to'g'ri PDE zaiflashishiga olib keladi va o'lchamlarni miniatyuralashtirish natijasida yuzaga keladigan chekka elektr maydonlarining kontsentratsiyasi ham DCRning keskin o'sishiga olib keladi. O'lik vaqtni qisqartirish impulsdan keyingi shovqinni keltirib chiqaradi va vaqt jitterining aniqligini yomonlashtiradi. Endi zamonaviy yechim DTI/himoya halqasi (oʻzaro bogʻlanishni bostirish va DCRni kamaytirish), pikselli optik optimallashtirish, yangi materiallarni joriy etish (infraqizil javobni kuchaytiruvchi SiGe koʻchki qatlami) va uch oʻlchovli stacked faol oʻchirish sxemalari kabi usullar orqali maʼlum darajada hamkorlikda optimallashtirishga erishdi.
Xat vaqti: 2025-yil-23-iyul