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SPAD探测器深n阱保护环宽度对暗计数噪声的影响
被引量：
1
1
作者
董杰
刘丹璐
+1 位作者
许唐
徐跃
《半导体技术》
CAS
北大核心
2022年第12期979-984,共6页
为了探究单光子雪崩二极管(SPAD)器件的保护环宽度(W_(GR))对暗计数噪声的影响,基于标准180 nm CMOS工艺,设计了以低浓度掺杂深n阱(DNW)为保护环的p阱(PW)/DNW结构,通过实验和TCAD仿真研究了W_(GR)对暗计数噪声的影响。实验结果表明,当W...
为了探究单光子雪崩二极管(SPAD)器件的保护环宽度(W_(GR))对暗计数噪声的影响,基于标准180 nm CMOS工艺,设计了以低浓度掺杂深n阱(DNW)为保护环的p阱(PW)/DNW结构,通过实验和TCAD仿真研究了W_(GR)对暗计数噪声的影响。实验结果表明,当W_(GR)从1μm增加到2μm时,室温下SPAD器件的暗计数率(DCR)从79 kHz显著减小到17 kHz;当W_(GR)从2μm增加到3μm时,DCR不再发生明显变化。TCAD仿真揭示了当W_(GR)从2μm减小到1μm时,保护环区域的电场强度增长较大,导致缺陷辅助隧穿(TAT)效应引起的暗计数显著增加。当W_(GR)增加到2μm以上时,保护环区域的电场强度不再降低,继续增大W_(GR)对降低DCR不再有效,反而会导致SPAD器件填充因子减小。因此DNW W_(GR)为2μm的SPAD器件在具有低暗计数率的同时又有较小的尺寸,有利于高密度阵列的集成。
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关键词
单光子雪崩二极管(SPAD)
暗计
数
率
(
dcr
)
保护环
缺陷辅助隧穿(TAT)
激活能
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职称材料
p-well/DNW单光子雪崩二极管保护环的最小化设计（英文）
被引量：
3
2
作者
杨红姣
金湘亮
《红外与毫米波学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第5期527-532,共6页
为了进一步缩小SPAD探测器的尺寸,基于0. 18μm CMOS图像传感器(CIS)工艺对p-well/DNW(deep n-well) SPAD的保护环尺寸进行设计,并制造了不同保护环尺寸的SPAD器件.测试结果表明,保护环尺寸减小到0. 4μm仍然能有效防止器件发生过早边...
为了进一步缩小SPAD探测器的尺寸,基于0. 18μm CMOS图像传感器(CIS)工艺对p-well/DNW(deep n-well) SPAD的保护环尺寸进行设计,并制造了不同保护环尺寸的SPAD器件.测试结果表明,保护环尺寸减小到0. 4μm仍然能有效防止器件发生过早边缘击穿(PEB),且保护环尺寸对p-well/DNW SPAD器件的暗计数率(DCR)和光子探测概率(PDP)影响较小.直径为20μm的SPAD器件,温度为25℃时暗计数率为638 Hz,且波长为530 nm时峰值光子探测概率为16%,具有低的暗计数率特性和宽的光谱响应特性.
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关键词
单光子雪崩二极管(SPAD)
保护环
边缘击穿(PEB)
暗计
数
率
(
dcr
)
光子探测概
率
(PDP)
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职称材料
题名
SPAD探测器深n阱保护环宽度对暗计数噪声的影响
被引量：
1
1
作者
董杰
刘丹璐
许唐
徐跃
机构
南京邮电大学集成电路科学与工程学院
射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室
出处
《半导体技术》
CAS
北大核心
2022年第12期979-984,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(62171233,61571235)
江苏省重点研发-社会发展资助项目(BE2019741)
+1 种基金
江苏省农业科技自主创新资金项目(CX(21)3062)
江苏省研究生创新计划资助项目(KYCX21_0714)。
文摘
为了探究单光子雪崩二极管(SPAD)器件的保护环宽度(W_(GR))对暗计数噪声的影响,基于标准180 nm CMOS工艺,设计了以低浓度掺杂深n阱(DNW)为保护环的p阱(PW)/DNW结构,通过实验和TCAD仿真研究了W_(GR)对暗计数噪声的影响。实验结果表明,当W_(GR)从1μm增加到2μm时,室温下SPAD器件的暗计数率(DCR)从79 kHz显著减小到17 kHz;当W_(GR)从2μm增加到3μm时,DCR不再发生明显变化。TCAD仿真揭示了当W_(GR)从2μm减小到1μm时,保护环区域的电场强度增长较大,导致缺陷辅助隧穿(TAT)效应引起的暗计数显著增加。当W_(GR)增加到2μm以上时,保护环区域的电场强度不再降低,继续增大W_(GR)对降低DCR不再有效,反而会导致SPAD器件填充因子减小。因此DNW W_(GR)为2μm的SPAD器件在具有低暗计数率的同时又有较小的尺寸,有利于高密度阵列的集成。
关键词
单光子雪崩二极管(SPAD)
暗计
数
率
(
dcr
)
保护环
缺陷辅助隧穿(TAT)
激活能
Keywords
single-photon avalanche diode(SPAD)
dark count rate(
dcr
)
guard ring
trap-assisted tunneling(TAT)
activation energy
分类号
TN364.2 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
p-well/DNW单光子雪崩二极管保护环的最小化设计（英文）
被引量：
3
2
作者
杨红姣
金湘亮
机构
湘潭大学物理与光电工程学院
湖南省微光电与系统集成实验室
出处
《红外与毫米波学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第5期527-532,共6页
基金
Supported by State Key Program of National Natural Science of China(61233010)
National Natural Science Foundation of China(61774129,61704145)
Hunan Provincial Natural Science Fund for Distinguished Young Scholars(2015JJ1014)
文摘
为了进一步缩小SPAD探测器的尺寸,基于0. 18μm CMOS图像传感器(CIS)工艺对p-well/DNW(deep n-well) SPAD的保护环尺寸进行设计,并制造了不同保护环尺寸的SPAD器件.测试结果表明,保护环尺寸减小到0. 4μm仍然能有效防止器件发生过早边缘击穿(PEB),且保护环尺寸对p-well/DNW SPAD器件的暗计数率(DCR)和光子探测概率(PDP)影响较小.直径为20μm的SPAD器件,温度为25℃时暗计数率为638 Hz,且波长为530 nm时峰值光子探测概率为16%,具有低的暗计数率特性和宽的光谱响应特性.
关键词
单光子雪崩二极管(SPAD)
保护环
边缘击穿(PEB)
暗计
数
率
(
dcr
)
光子探测概
率
(PDP)
Keywords
single photon avalanche diode(SPAD)
guard ring
premature edge breakdown(PEB)
dark count rate(
dcr
)
photon detection probability(PDP)
分类号
TN313 [电子电信—物理电子学]
在线阅读
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
SPAD探测器深n阱保护环宽度对暗计数噪声的影响
董杰
刘丹璐
许唐
徐跃
《半导体技术》
CAS
北大核心
2022
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
p-well/DNW单光子雪崩二极管保护环的最小化设计（英文）
杨红姣
金湘亮
《红外与毫米波学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
3
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职称材料
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