SPADнэг фотон нуранги фото илрүүлэгч
SPAD фотодетектор мэдрэгчийг анх нэвтрүүлж байх үед тэдгээрийг ихэвчлэн гэрэл багатай илрүүлэх хувилбарт ашигладаг байсан. Гэсэн хэдий ч, тэдний гүйцэтгэлийн хувьсал, үзэгдлийн шаардлага хөгжихийн хэрээрSPAD фото илрүүлэгчмэдрэгчийг автомашины радар, робот, нисгэгчгүй агаарын тээврийн хэрэгсэл гэх мэт хэрэглэгчдийн хувилбарт ашиглах нь улам бүр нэмэгдсээр байна. Өндөр мэдрэмжтэй, дуу чимээ багатай шинж чанараараа SPAD фотодетектор мэдрэгч нь өндөр нарийвчлалтай гүнийг мэдрэх, гэрэл багатай дүрслэлд хүрэх хамгийн тохиромжтой сонголт болсон.
PN уулзвар дээр суурилсан уламжлалт CMOS дүрс мэдрэгчээс (CIS) ялгаатай нь SPAD photodetector-ийн үндсэн бүтэц нь Geiger горимд ажилладаг нуранги диод юм. Физик механизмын үүднээс авч үзвэл SPAD фотодетекторын нарийн төвөгтэй байдал нь PN уулзвар төхөөрөмжөөс хамаагүй өндөр байдаг. Энэ нь урвуу хазайлт ихтэй үед тэнцвэргүй тээвэрлэгчийг шахах, дулааны электрон нөлөөлөл, согогийн төлөвийн тусламжтайгаар туннелийн гүйдэл гэх мэт асуудлуудыг үүсгэх магадлал өндөр байдагтай холбоотой юм. Эдгээр шинж чанарууд нь дизайн, процесс, хэлхээний архитектурын түвшинд ноцтой сорилтуудтай тулгардаг.
Гүйцэтгэлийн нийтлэг параметрүүдSPAD нуранги фото илрүүлэгчҮүнд пикселийн хэмжээ (пикселийн хэмжээ), бараан тооллын дуу чимээ (DCR), гэрэл илрүүлэх магадлал (PDE), үхсэн хугацаа (үхсэн хугацаа), хариу өгөх хугацаа (хариу өгөх хугацаа) багтана. Эдгээр үзүүлэлтүүд нь SPAD нуранги фотодетекторын гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг. Жишээлбэл, харанхуй тооллын хурд (DCR) нь детекторын чимээ шуугианыг тодорхойлох гол параметр бөгөөд SPAD нь нэг фотоны детекторын үүргийг гүйцэтгэхийн тулд эвдрэлээс өндөр байх ёстой. Гэрэл илрүүлэх магадлал (PDE) нь SPAD-ийн мэдрэмжийг тодорхойлдогнуранги фото илрүүлэгчцахилгаан талбайн эрч хүч, тархалтад нөлөөлдөг. Нэмж дурдахад DeadTime нь SPAD-ийг асаасаны дараа анхны төлөвтөө буцаж ирэхэд шаардагдах хугацаа бөгөөд энэ нь фотон илрүүлэх хамгийн дээд хурд болон динамик мужид нөлөөлдөг.
SPAD төхөөрөмжүүдийн гүйцэтгэлийг оновчтой болгоход үндсэн гүйцэтгэлийн параметрүүдийн хоорондох хязгаарлалтын хамаарал нь томоохон сорилт болдог: жишээлбэл, пикселийг жижигрүүлэх нь PDE-ийн бууралтад шууд хүргэдэг бөгөөд хэмжээг жижигрүүлснээс үүссэн ирмэгийн цахилгаан талбайн концентраци нь DCR-ийг огцом нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Үхсэн хугацааг багасгах нь импульсийн дараах чимээ шуугианыг өдөөж, цаг хугацааны шуугианы нарийвчлалыг доройтуулна. Одоо хамгийн сүүлийн үеийн шийдэл нь DTI/ хамгаалалтын гогцоо (харилцан холболтыг дарж, DCR-ийг багасгах), пикселийн оптик оновчлол, шинэ материал нэвтрүүлэх (хэт улаан туяаны хариу урвалыг сайжруулдаг SiGe нуранги давхарга), гурван хэмжээст давхарласан идэвхтэй унтраах хэлхээ зэрэг аргуудаар тодорхой хэмжээний хамтын ажиллагааны оновчлолд хүрсэн.
Шуудангийн цаг: 2025-07-23