一种具有增强近红外灵敏度的背照式电荷聚焦硅SPAD
仪器与探测器
2022-03-04 v1 应用物理
光学
量子物理
摘要
本文提出了一种用于飞行时间（ToF）激光探测与测距应用的背照式（BSI）近红外增强硅单光子雪崩二极管（SPAD）。该探测器包含一个2 μm宽的倍增区，其由电场线聚集强制形成的球均匀电场峰值。电荷聚焦电场延伸至10 μm深的吸收区，使得器件各角落产生的电子均能高效移向倍增区。该SPAD与定制130 nm CMOS工艺及专用BSI工艺集成。器件间距为15 μm，有望在不显著损失性能的前提下进一步缩小。此外，在905 nm处该探测器实现27%的光子探测效率，其3.5 V过剩偏压由集成CMOS电子学控制，时间分辨率为240 ps。凭借这些特性，该器件结构非常适用于带集成电子学的大面阵ToF成像阵列。
引用
@article{arxiv.2203.01560,
title = {A Backside-Illuminated Charge-Focusing Silicon SPAD with Enhanced Near-Infrared Sensitivity},
author = {Edward Van Sieleghem and Gauri Karve and Koen De Munck and Andrea Vinci and Celso Cavaco and Andreas Süss and Chris Van Hoof and Jiwon Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.01560},
year = {2022}
}