SPADtək fotonlu uçqun fotodetektoru
SPAD fotodetektor sensorları ilk dəfə təqdim edildikdə, onlar əsasən aşağı işıq aşkarlama ssenarilərində istifadə olunurdu. Bununla belə, onların performansının təkamülü və səhnə tələblərinin inkişafı ilə,SPAD fotodetektorusensorlar avtomobil radarları, robotlar və pilotsuz hava vasitələri kimi istehlakçı ssenarilərində getdikcə daha çox tətbiq olunur. Yüksək həssaslıq və aşağı səs-küy xüsusiyyətləri sayəsində SPAD fotodetektor sensoru yüksək dəqiqlikdə dərinlik qavrayışına və az işıqlı təsvirə nail olmaq üçün ideal seçimə çevrilmişdir.
PN qovşaqlarına əsaslanan ənənəvi CMOS görüntü sensorlarından (MDB) fərqli olaraq, SPAD fotodetektorunun əsas strukturu Geiger rejimində işləyən uçqun diodudur. Fiziki mexanizmlər nöqteyi-nəzərindən SPAD fotodetektorunun mürəkkəbliyi PN qovşaq cihazlarından əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir. Bu, əsasən yüksək tərs meyl altında balanssız daşıyıcıların yeridilməsi, termal elektron effektləri və qüsur vəziyyətlərinin köməyi ilə tunel cərəyanları kimi problemlərə səbəb olma ehtimalı daha yüksəkdir. Bu xüsusiyyətlər onu dizayn, proses və sxem arxitekturası səviyyələrində ciddi çətinliklərlə üzləşdirir.
Ümumi performans parametrləriSPAD uçqun fotodetektoruPiksel Ölçüsü (Piksel Ölçüsü), qaranlıq sayma səs-küyü (DCR), işığın aşkarlanması ehtimalı (PDE), ölü vaxt (ölü vaxt) və cavab müddəti (cavab vaxtı) daxildir. Bu parametrlər SPAD uçqun fotodetektorunun işinə birbaşa təsir göstərir. Məsələn, qaranlıq sayma dərəcəsi (DCR) detektor səs-küyünü təyin etmək üçün əsas parametrdir və SPAD tək fotonlu detektor kimi işləmək üçün parçalanmadan daha yüksək meyl saxlamalıdır. İşığın aşkarlanması ehtimalı (PDE) SPAD həssaslığını müəyyən ediruçqun fotodetektoruvə elektrik sahəsinin intensivliyindən və paylanmasından təsirlənir. Bundan əlavə, DeadTime, SPAD-ın işə salındıqdan sonra ilkin vəziyyətinə qayıtması üçün tələb olunan vaxtdır və bu, maksimum foton aşkarlama sürətinə və dinamik diapazona təsir göstərir.
SPAD cihazlarının performansının optimallaşdırılmasında əsas performans parametrləri arasında məhdudiyyət əlaqəsi əsas problemdir: məsələn, piksellərin miniatürləşdirilməsi birbaşa PDE-nin zəifləməsinə gətirib çıxarır və ölçüsün miniatürləşdirilməsi nəticəsində yaranan kənar elektrik sahələrinin konsentrasiyası da DCR-də kəskin artıma səbəb olacaq. Ölü vaxtın azaldılması impuls sonrası səs-küyə səbəb olacaq və zaman titrəməsinin dəqiqliyini pisləşdirəcək. İndi qabaqcıl həll DTI/müdafiə dövrəsi (qarşılıqlı qarışmanın qarşısını almaq və DCR-ni azaltmaq), piksel optik optimallaşdırması, yeni materialların tətbiqi (infraqırmızı reaksiyanı gücləndirən SiGe uçqun təbəqəsi) və üçölçülü yığılmış aktiv söndürmə sxemləri kimi üsullar vasitəsilə müəyyən dərəcədə əməkdaşlıq optimallaşdırmasına nail olmuşdur.
Göndərmə vaxtı: 23 iyul 2025-ci il