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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
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作者
董杰
刘丹璐
许唐
徐跃
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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
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出处
《半导体技术》
CAS
北大核心
2022年第12期979-984,共6页
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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)。
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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。
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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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Keywords
single-photon avalanche diode(SPAD)
dark count rate(DCR)
guard ring
trap-assisted tunneling(tat)
activation energy
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分类号
TN364.2
[电子电信—物理电子学]
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