Olùwádìí fọ́tò onífọ́tò onífọ́tò kan ṣoṣo ti SPAD

SPADẹ̀rọ amúṣẹ́dá fọ́tòn-fọ́tòn-kan ṣoṣo

Nígbà tí a kọ́kọ́ ṣe àgbékalẹ̀ àwọn sensọ̀ SPAD photodetector, wọ́n sábà máa ń lò wọ́n nínú àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ àwárí ìmọ́lẹ̀ díẹ̀. Síbẹ̀síbẹ̀, pẹ̀lú ìdàgbàsókè iṣẹ́ wọn àti ìdàgbàsókè àwọn ohun tí a nílò láti ṣe ní ojú ìwòye,Olùwádìí fọ́tò SPADÀwọn sensọ̀ ni a ti ń lò ní àwọn ipò oníbàárà bíi àwọn rédàrì ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́, àwọn róbọ́ọ̀tì, àti àwọn ọkọ̀ afẹ́fẹ́ tí kò ní ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́. Nítorí ìmọ̀lára gíga rẹ̀ àti àwọn ànímọ́ ariwo kékeré rẹ̀, sensọ̀ fọ́tò-ẹ̀rọ SPAD ti di àṣàyàn tí ó dára jùlọ fún ṣíṣe àṣeyọrí ìríran jíjinlẹ̀ gíga àti àwòrán ìmọ́lẹ̀ díẹ̀.

Láìdàbí àwọn sensọ̀ àwòrán CMOS (CIS) ìbílẹ̀ tí a gbé ka orí àwọn ìsopọ̀ PN, ìṣètò pàtàkì ti SPAD photodetector jẹ́ diode avalanche tí ń ṣiṣẹ́ ní ipò Geiger. Láti ojú ìwòye àwọn ètò ara, ìṣòro ti SPAD photodetector ga ju ti àwọn ẹ̀rọ PN ju ti àwọn ẹ̀rọ ìsopọ̀ lọ. Èyí hàn gbangba ní òtítọ́ pé lábẹ́ ìyípadà gíga, ó ṣeéṣe kí ó fa àwọn ìṣòro bíi abẹ́rẹ́ àwọn ohun èlò tí kò ní ìwọ́ntúnwọ́nsí, àwọn ipa electron thermal, àti àwọn ìṣàn omi tí àwọn ipò àbùkù ń rànlọ́wọ́. Àwọn ànímọ́ wọ̀nyí mú kí ó dojúkọ àwọn ìpèníjà líle ní àwọn ìpele ìṣètò, ìlànà, àti ìpele ìṣètò àyíká.

Awọn ipilẹ iṣẹ ṣiṣe ti o wọpọOlùwádìí fọ́tò SPAD avalanchepẹ̀lú ìwọ̀n Pixel (Pixel Size), ariwo iye dudu (DCR), ìṣeéṣe ìwádìí ìmọ́lẹ̀ (PDE), àkókò òkú (DeadTime), àti àkókò ìdáhùn (Response Time). Àwọn pàrámítà wọ̀nyí ní ipa tààrà lórí iṣẹ́ ti SPAD avalanche photodetector. Fún àpẹẹrẹ, ìwọ̀n iye dudu (DCR) jẹ́ pàrámítà pàtàkì fún ṣíṣàlàyé ariwo detector, SPAD sì nílò láti pa ìfọ́sípò mọ́ ju ìfọ́sípò lọ kí ó tó lè ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí detector photon kan ṣoṣo. Ìṣeéṣe ìwádìí ìmọ́lẹ̀ (PDE) ló ń pinnu ìfọ́sípò SPADẹ̀rọ amúṣẹ́dá fọ́tò ìṣàn omiàti pé agbára àti ìpínkiri pápá iná mànàmáná náà ní ipa lórí rẹ̀. Ní àfikún, DeadTime ni àkókò tí ó yẹ kí SPAD padà sí ipò àkọ́kọ́ rẹ̀ lẹ́yìn tí a bá ti lo ó, èyí tí ó ní ipa lórí ìwọ̀n ìwádìí fọ́tòn tó pọ̀ jùlọ àti ìwọ̀n agbára.

Nínú ìṣe tó dára jùlọ nínú àwọn ẹ̀rọ SPAD, ìbáṣepọ̀ ìdíwọ́ láàárín àwọn pàrámítà ìṣe pàtàkì jẹ́ ìpèníjà pàtàkì: fún àpẹẹrẹ, ṣíṣe pixel miniaturization tààrà máa ń yọrí sí ìdínkù PDE, àti ìṣọ̀kan àwọn pápá iná mànàmáná etí tí ìtóbi rẹ̀ jẹ́ yóò tún fa ìbísí tó lágbára nínú DCR. Dídín àkókò tó kú kù yóò fa ariwo lẹ́yìn ìfàsẹ́yìn àti pé yóò ba ìpéye àkókò jẹ́. Nísinsìnyí, ojútùú tó ga jùlọ ti ṣe àṣeyọrí ìfọwọ́sowọ́pọ̀ kan nípasẹ̀ àwọn ọ̀nà bíi DTI/ protection lupu (dídínà crosstalk àti dínkù DCR), pixel optimization, ìfihàn àwọn ohun èlò tuntun (SiGe avalanche layer enhancing infrared response), àti àwọn circuits active quenching circuits mẹ́ta-dimensional stacked.