SPADtək fotonlu uçqun fotodetektoru
SPAD fotodetektor sensorları ilk dəfə təqdim edildikdə, onlar əsasən aşağı işıqlı aşkarlama ssenarilərində istifadə olunurdu. Lakin, onların performansının təkamülü və səhnə tələblərinin inkişafı ilə...SPAD fotodetektoruSensorlar avtomobil radarları, robotlar və pilotsuz uçuş aparatları kimi istehlakçı ssenarilərində getdikcə daha çox tətbiq olunur. Yüksək həssaslığı və aşağı səs-küy xüsusiyyətlərinə görə SPAD fotodetektor sensoru yüksək dəqiqlikli dərinlik qavrayışı və aşağı işıqlı görüntüləmə əldə etmək üçün ideal seçim halına gəlmişdir.
PN qovşaqlarına əsaslanan ənənəvi CMOS görüntü sensorlarından (CIS) fərqli olaraq, SPAD fotodetektorunun əsas strukturu Geiger rejimində işləyən uçqun diodudur. Fiziki mexanizmlər baxımından SPAD fotodetektorunun mürəkkəbliyi PN qovşaq cihazlarından xeyli yüksəkdir. Bu, əsasən yüksək tərs qərəz altında balanssız daşıyıcıların yeridilməsi, istilik elektron effektləri və qüsur vəziyyətlərinin kömək etdiyi tunel cərəyanları kimi problemlərə səbəb olma ehtimalının daha yüksək olması ilə əks olunur. Bu xüsusiyyətlər onu dizayn, proses və dövrə arxitekturası səviyyələrində ciddi çətinliklərlə üzləşdirir.
Ümumi performans parametrləriSPAD uçqun fotodetektoruPiksel Ölçüsü (Piksel Ölçüsü), qaranlıq sayma səs-küyü (DCR), işığın aşkarlanma ehtimalı (PDE), ölü vaxt (Ölü Vaxt) və cavab müddəti (Cavab Vaxtı) daxildir. Bu parametrlər SPAD uçqun fotodetektorunun işinə birbaşa təsir göstərir. Məsələn, qaranlıq sayma sürəti (DCR) detektor səs-küyünü təyin etmək üçün əsas parametrdir və SPAD tək fotonlu detektor kimi fəaliyyət göstərməsi üçün parçalanmadan daha yüksək bir qərəz saxlamalıdır. İşıq aşkarlanma ehtimalı (PDE) SPAD-ın həssaslığını müəyyən edir.uçqun fotodetektoruvə elektrik sahəsinin intensivliyindən və paylanmasından təsirlənir. Bundan əlavə, Ölü Vaxt, SPAD-ın işə salındıqdan sonra ilkin vəziyyətinə qayıtması üçün tələb olunan vaxtdır ki, bu da maksimum foton aşkarlama sürətinə və dinamik diapazona təsir göstərir.
SPAD cihazlarının performans optimallaşdırmasında əsas performans parametrləri arasındakı məhdudiyyət əlaqəsi əsas problemdir: məsələn, piksel miniatürləşməsi birbaşa PDE-nin zəifləməsinə gətirib çıxarır və ölçü miniatürləşməsinin yaratdığı kənar elektrik sahələrinin konsentrasiyası da DCR-də kəskin artıma səbəb olacaq. Ölü zamanın azaldılması post-impuls səs-küyünü yaradacaq və zaman titrəmələrinin dəqiqliyini pisləşdirəcək. İndi qabaqcıl həll DTI/mühafizə döngəsi (qarşılıqlı müzakirəni yatırmaq və DCR-ni azaltmaq), piksel optik optimallaşdırması, yeni materialların tətbiqi (SiGe uçqun təbəqəsi infraqırmızı cavabı gücləndirir) və üçölçülü yığılmış aktiv söndürmə dövrələri kimi metodlar vasitəsilə müəyyən dərəcədə əməkdaşlıq optimallaşdırmasına nail olub.
Yazı vaxtı: 23 iyul 2025