SPADbitta fotonli ko'chki fotodetektori
SPAD fotodetektor sensorlari birinchi marta taqdim etilganida, ular asosan kam yorug'lik sharoitida aniqlash stsenariylarida ishlatilgan. Biroq, ularning ishlashi evolyutsiyasi va sahna talablarining rivojlanishi bilan...SPAD fotodetektoriSensorlar avtomobil radarlari, robotlar va uchuvchisiz uchish apparatlari kabi iste'molchi stsenariylarida tobora ko'proq qo'llanilmoqda. Yuqori sezgirlik va past shovqin xususiyatlari tufayli SPAD fotodetektor sensori yuqori aniqlikdagi chuqurlikni idrok etish va kam yorug'likda tasvirga olish uchun ideal tanlovga aylandi.
PN birikmalariga asoslangan an'anaviy CMOS tasvir sensorlaridan (CIS) farqli o'laroq, SPAD fotodetektorining asosiy tuzilishi Geiger rejimida ishlaydigan ko'chki diodi hisoblanadi. Fizik mexanizmlar nuqtai nazaridan, SPAD fotodetektorining murakkabligi PN birikma qurilmalariga qaraganda ancha yuqori. Bu asosan yuqori teskari yo'nalishda muvozanatsiz tashuvchilarni kiritish, issiqlik elektron effektlari va nuqson holatlari yordamida tunnel oqimlari kabi muammolarni keltirib chiqarish ehtimoli ko'proq ekanligida aks etadi. Bu xususiyatlar uni dizayn, jarayon va sxema arxitekturasi darajalarida jiddiy qiyinchiliklarga duchor qiladi.
Umumiy ishlash parametrlariSPAD ko'chki fotodetektoriPiksel o'lchami (Piksel o'lchami), qorong'ulikni hisoblash shovqini (DCR), yorug'likni aniqlash ehtimoli (PDE), o'lik vaqt (DeadTime) va javob berish vaqti (Response Time) ni o'z ichiga oladi. Bu parametrlar SPAD ko'chki fotodetektorining ishlashiga bevosita ta'sir qiladi. Masalan, qorong'ulikni hisoblash tezligi (DCR) detektor shovqinini aniqlash uchun asosiy parametr bo'lib, SPAD bitta fotonli detektor sifatida ishlashi uchun parchalanishdan yuqori tarafkashlikni saqlab turishi kerak. Yorug'likni aniqlash ehtimoli (PDE) SPAD sezgirligini belgilaydi.ko'chki fotodetektoriva elektr maydonining intensivligi va tarqalishiga ta'sir qiladi. Bundan tashqari, DeadTime - bu SPAD ishga tushirilgandan so'ng dastlabki holatiga qaytishi uchun zarur bo'lgan vaqt, bu esa maksimal fotonni aniqlash tezligi va dinamik diapazonga ta'sir qiladi.
SPAD qurilmalarining ishlash samaradorligini optimallashtirishda asosiy ishlash parametrlari orasidagi cheklov munosabatlari katta qiyinchilik tug'diradi: masalan, piksel miniatyurizatsiyasi to'g'ridan-to'g'ri PDE susayishiga olib keladi va o'lcham miniatyurizatsiyasi natijasida yuzaga keladigan chekka elektr maydonlarining konsentratsiyasi ham DCRning keskin oshishiga olib keladi. O'lik vaqtni kamaytirish post-impuls shovqinini keltirib chiqaradi va vaqt tebranishlarining aniqligini pasaytiradi. Endi zamonaviy yechim DTI/himoya halqasi (o'zaro ta'sirni bostirish va DCRni kamaytirish), piksel optik optimallashtirish, yangi materiallarni joriy etish (SiGe ko'chki qatlami infraqizil javobni kuchaytiradi) va uch o'lchovli stacked faol söndürme sxemalari kabi usullar orqali ma'lum darajada hamkorlikdagi optimallashtirishga erishdi.
Joylashtirilgan vaqt: 2025-yil 23-iyul