SPAD ஒற்றை-ஃபோட்டான் பனிச்சரிவு ஒளிக்கண்டறிப்பான்

ஸ்பேட்ஒற்றை-ஃபோட்டான் பனிச்சரிவு ஒளிக்கண்டறிப்பான்

SPAD ஃபோட்டோடெக்டர் சென்சார்கள் முதன்முதலில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டபோது, ​​அவை முக்கியமாக குறைந்த ஒளி கண்டறிதல் காட்சிகளில் பயன்படுத்தப்பட்டன. இருப்பினும், அவற்றின் செயல்திறனின் பரிணாமம் மற்றும் காட்சித் தேவைகளின் வளர்ச்சியுடன்,SPAD ஒளிக்கற்றைவாகன ரேடார்கள், ரோபோக்கள் மற்றும் ஆளில்லா வான்வழி வாகனங்கள் போன்ற நுகர்வோர் சூழ்நிலைகளில் சென்சார்கள் அதிகளவில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அதன் அதிக உணர்திறன் மற்றும் குறைந்த இரைச்சல் பண்புகள் காரணமாக, SPAD ஃபோட்டோடெக்டர் சென்சார் உயர் துல்லியமான ஆழ உணர்தல் மற்றும் குறைந்த-ஒளி இமேஜிங்கை அடைவதற்கு ஒரு சிறந்த தேர்வாக மாறியுள்ளது.

PN சந்திப்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட பாரம்பரிய CMOS பட உணரிகள் (CIS) போலல்லாமல், SPAD ஒளிக்கதிர் கண்டுபிடிப்பாளரின் மைய அமைப்பு கீகர் பயன்முறையில் இயங்கும் ஒரு பனிச்சரிவு டையோடு ஆகும். இயற்பியல் வழிமுறைகளின் பார்வையில், SPAD ஒளிக்கதிர் கண்டுபிடிப்பாளரின் சிக்கலானது PN சந்திப்பு சாதனங்களை விட கணிசமாக அதிகமாக உள்ளது. அதிக தலைகீழ் சார்பின் கீழ், சமநிலையற்ற கேரியர்களின் ஊசி, வெப்ப எலக்ட்ரான் விளைவுகள் மற்றும் குறைபாடுள்ள நிலைகளால் உதவும் சுரங்கப்பாதை நீரோட்டங்கள் போன்ற சிக்கல்களை இது ஏற்படுத்தும் என்பதில் இது முக்கியமாக பிரதிபலிக்கிறது. இந்த பண்புகள் வடிவமைப்பு, செயல்முறை மற்றும் சுற்று கட்டமைப்பு மட்டங்களில் கடுமையான சவால்களை எதிர்கொள்ள வைக்கின்றன.

பொதுவான செயல்திறன் அளவுருக்கள்SPAD பனிச்சரிவு ஒளிக்கண்டறிப்பான்பிக்சல் அளவு (பிக்சல் அளவு), இருண்ட எண்ணிக்கை சத்தம் (DCR), ஒளி கண்டறிதல் நிகழ்தகவு (PDE), இறந்த நேரம் (இறந்த நேரம்) மற்றும் மறுமொழி நேரம் (மறுமொழி நேரம்) ஆகியவை இதில் அடங்கும். இந்த அளவுருக்கள் SPAD பனிச்சரிவு ஒளிக்கதிர் கண்டுபிடிப்பாளரின் செயல்திறனை நேரடியாக பாதிக்கின்றன. உதாரணமாக, இருண்ட எண்ணிக்கை விகிதம் (DCR) கண்டறிதல் சத்தத்தை வரையறுப்பதற்கான ஒரு முக்கிய அளவுருவாகும், மேலும் SPAD ஒற்றை-ஃபோட்டான் கண்டுபிடிப்பாளராக செயல்பட முறிவை விட அதிக சார்பை பராமரிக்க வேண்டும். ஒளி கண்டறிதலின் நிகழ்தகவு (PDE) SPAD இன் உணர்திறனை தீர்மானிக்கிறது.பனிச்சரிவு ஒளிக்கண்டறிப்பான்மேலும் மின்சார புலத்தின் தீவிரம் மற்றும் பரவலால் பாதிக்கப்படுகிறது. கூடுதலாக, டெட் டைம் என்பது SPAD தூண்டப்பட்ட பிறகு அதன் ஆரம்ப நிலைக்குத் திரும்புவதற்குத் தேவையான நேரமாகும், இது அதிகபட்ச ஃபோட்டான் கண்டறிதல் வீதத்தையும் டைனமிக் வரம்பையும் பாதிக்கிறது.

SPAD சாதனங்களின் செயல்திறன் உகப்பாக்கத்தில், மைய செயல்திறன் அளவுருக்களுக்கு இடையேயான கட்டுப்பாட்டு உறவு ஒரு பெரிய சவாலாகும்: எடுத்துக்காட்டாக, பிக்சல் மினியேச்சரைசேஷன் நேரடியாக PDE குறைப்புக்கு வழிவகுக்கிறது, மேலும் அளவு மினியேச்சரைசேஷன் காரணமாக ஏற்படும் விளிம்பு மின்சார புலங்களின் செறிவு DCR இல் கூர்மையான அதிகரிப்பையும் ஏற்படுத்தும். இறந்த நேரத்தைக் குறைப்பது பிந்தைய உந்துவிசை சத்தத்தைத் தூண்டும் மற்றும் நேர நடுக்கத்தின் துல்லியத்தை மோசமாக்கும். இப்போது, ​​அதிநவீன தீர்வு DTI/ பாதுகாப்பு வளையம் (குறுக்குவெட்டை அடக்குதல் மற்றும் DCR ஐக் குறைத்தல்), பிக்சல் ஆப்டிகல் உகப்பாக்கம், புதிய பொருட்களின் அறிமுகம் (SiGe பனிச்சரிவு அடுக்கு அகச்சிவப்பு பதிலை மேம்படுத்துதல்) மற்றும் முப்பரிமாண அடுக்கப்பட்ட செயலில் தணிக்கும் சுற்றுகள் போன்ற முறைகள் மூலம் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிலான கூட்டு உகப்பாக்கத்தை அடைந்துள்ளது.