Skipper-in-CMOS：具备亚电子噪声性能的像素探测器非破坏性读出
天体物理仪器与方法
2024-11-15 v2 仪器与探测器
摘要
Skipper-in-CMOS 图像传感器将 Skipper 电荷耦合器件（Skipper-CCDs）的非破坏性读出能力与 CMOS 成像工艺中钉扎光电二极管的高转换增益相结合，同时利用了像素内信号处理的优势。这使得通过高度并行处理实现单光子计数以及高帧率读出成为可能。本文展示了在 Tower Semiconductor 商用 180 nm CMOS 图像传感器工艺中制造的 Skipper-in-CMOS 传感器的 15 x 15 um^2 像素单元的首批结果。测量结果证实，随着采样次数的增加，读出噪声按预期降低，直至达到 0.15rms e- 的深亚电子噪声水平，证明了从钉扎光电二极管的电荷转移操作以及传感器曝光于光线时的单光子计数操作。文章还讨论了为其操作和表征所采用的新测试策略。
引用
@article{arxiv.2402.12516,
title = {Skipper-in-CMOS: Non-Destructive Readout with Sub-Electron Noise Performance for Pixel Detectors},
author = {Agustin J. Lapi and Miguel Sofo-Haro and Benjamin C. Parpillon and Adi Birman and Guillermo Fernandez-Moroni and Lorenzo Rota and Fabricio Alcalde Bessia and Aseem Gupta and Claudio Chavez Blanco and Fernando Chierchie and Julie Segal and Christopher J. Kenney and Angelo Dragone and Shaorui Li and Davide Braga and Amos Fenigstein and Juan Estrada and Farah Fahim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.12516},
year = {2024}
}
备注
7 pages, 10 figures