SPAD איין-פאָטאָן לאַווינע פאָטאָדעטעקטאָר

שפּאַדאיין-פאָטאָן לאַווינע פאָטאָדעטעקטאָר

ווען SPAD פאָטאָדעטעקטאָר סענסאָרן זענען ערשט איינגעפירט געוואָרן, זענען זיי מערסטנס געניצט געוואָרן אין נידעריק-ליכט דעטעקציע סצענאַרן. אָבער, מיט דער עוואָלוציע פון ​​זייער פאָרשטעלונג און דער אַנטוויקלונג פון סצענע רעקווייערמענץ,SPAD פאָטאָדעטעקטאָרסענסארן ווערן מער און מער גענוצט אין קאנסומער סצענארן ווי אויטאמאטיוו ראדארן, ראבאטן, און אומבאמאנטע לופט-פארמיטלען. צוליב זיין הויכער סענסיטיוויטי און נידריגע גערויש אייגנשאפטן, איז דער SPAD פאטאדעטעקטאר סענסאר געווארן אן אידעאלע ברירה פארן דערגרייכן הויך-גענוי טיפקייט-באמערקונג און נידריג-ליכט בילדער.

אנדערש ווי טראדיציאנעלע CMOS בילד סענסארן (CIS) באזירט אויף PN דזשאנקשאנגען, איז די קערן סטרוקטור פון SPAD פאטאדעטעקטאר אן אוואלינע דיאד וואס ארבעט אין גייגער מאָדע. פון דער פערספעקטיוו פון פיזישע מעכאניזמען, איז די קאמפלעקסיטעט פון SPAD פאטאדעטעקטאר באדייטנד העכער ווי די פון PN דזשאנקשאן דעווייסעס. דאס איז הויפטזעכליך רעפלעקטירט אין דעם פאקט אז אונטער הויכע ריווערס בייאס, איז עס מער מסתבר צו פארשאפן פראבלעמען ווי די אינדזשעקציע פון ​​אומבאלאנסירטע טרעגער, טערמישע עלעקטראן עפעקטן, און טונעלינג קערענטס אסיסטירט דורך דעפעקט צושטאנדן. די אייגנשאפטן מאכן עס אנטקעגן שווערע שוועריקייטן אויף די דיזיין, פראצעס, און קרייז ארכיטעקטור לעוועלס.

געוויינטלעכע פאָרשטעלונג פּאַראַמעטערס פוןSPAD לאַווינע פאָטאָדעטעקטאָראַרייַננעמען פּיקסעל גרייס (Pixel Size), טונקל צייל ראַש (DCR), ליכט דעטעקשאַן וואַרשיינלעכקייט (PDE), טויט צייט (DeadTime), און ענטפער צייט (Response Time). די פּאַראַמעטערס גלייך ווירקן די פאָרשטעלונג פון די SPAD לאַווינע פאָטאָדעטעקטאָר. למשל, די טונקל צייל קורס (DCR) איז אַ שליסל פּאַראַמעטער פֿאַר דיפיינינג דעטעקטאָר ראַש, און די SPAD דאַרף האַלטן אַ בייאַס העכער ווי די ברייקדאַון צו פונקציאָנירן ווי אַ איין-פאָטאָן דעטעקטאָר. די וואַרשיינלעכקייט פון ליכט דעטעקשאַן (PDE) באַשטימט די סענסיטיוויטי פון SPAD.לאַווינע פאָטאָדעטעקטאָראון ווערט באאיינפלוסט דורך דער אינטענסיטעט און פארשפרייטונג פון דעם עלעקטרישן פעלד. דערצו, די דעדטיים איז די צייט וואס איז נויטיג פארן SPAD זיך אומצוקערן צו זיין אנהייבלעכן צושטאנד נאכדעם וואס עס ווערט טריגערט, וואס באאיינפלוסט די מאקסימום פאטאן דעטעקציע ראטע און דינאמישע ראיאן.

אין דער פאָרשטעלונג אָפּטימיזאַציע פון ​​SPAD דעוויסעס, איז די באַגרענעצונג באַציִונג צווישן קערן פאָרשטעלונג פּאַראַמעטערס אַ הויפּט אַרויסרופן: למשל, פּיקסעל מיניאַטוריזאַציע פירט גלייך צו PDE אַטענואַציע, און די קאָנצענטראַציע פון ​​ברעג עלעקטרישע פעלדער געפֿירט דורך גרייס מיניאַטוריזאַציע וועט אויך פאַרשאַפן אַ שאַרף פאַרגרעסערונג אין DCR. רעדוצירן די טויט צייט וועט פאַראורזאַכן פּאָסט-ימפּאַלס ראַש און פאַרערגערן די אַקיעראַסי פון צייט דזשיטער. איצט, די קאַטינג-עדזש לייזונג האט דערגרייכט אַ זיכער גראַד פון קאָלאַבאָראַטיווע אָפּטימיזאַציע דורך מעטהאָדס אַזאַ ווי DTI/ שוץ שלייף (סאַפּרעסינג קראָסטאָלק און רעדוצירן DCR), פּיקסעל אָפּטישע אָפּטימיזאַציע, הקדמה פון נייַע מאַטעריאַלס (SiGe לאַווינע שיכטע ענכאַנסינג ינפראַרעד ענטפער), און דריי-דימענשאַנאַל סטאַקט אַקטיוו קווענטשינג סערקאַץ.