سنگل-فوٽان فوٽوڊيڪٽر 80٪ ڪارڪردگي جي رڪاوٽ کي ٽوڙي ڇڏيو آهي.

سنگل-فوٽان فوٽوڊيڪٽر80٪ ڪارڪردگي جي رڪاوٽ کي ٽوڙي ڇڏيو آهي

سنگل-فوٽانفوٽو ڊيٽيڪٽرڪوانٽم فوٽونڪس ۽ سنگل فوٽون اميجنگ جي شعبن ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿين ٿا ڇاڪاڻ ته انهن جي ڪمپيڪٽ ۽ گهٽ قيمت واري فائدن جي ڪري، پر انهن کي هيٺ ڏنل ٽيڪنيڪل رڪاوٽن کي منهن ڏيڻو پوي ٿو.

موجوده ٽيڪنيڪل حدون

1.CMOS ۽ ٿن-جنڪشن SPAD: جيتوڻيڪ انهن ۾ اعليٰ انضمام ۽ گهٽ وقت جي جٽر آهي، جذب ڪندڙ پرت پتلي آهي (ڪجهه مائڪرو ميٽر)، ۽ PDE ويجهي انفراريڊ علائقي ۾ محدود آهي، 850 nm تي صرف 32٪ سان.

2. ٿلهو-جنڪشن SPAD: ان ۾ ڏهه مائڪرو ميٽر ٿلهي جذب ڪندڙ پرت آهي. تجارتي شين جو PDE تقريباً 70٪ 780 nm تي هوندو آهي، پر 80٪ کي ٽوڙڻ انتهائي مشڪل آهي.

3. سرڪٽ جي حدن کي پڙهو: ٿڪ-جنڪشن SPAD کي 30V کان وڌيڪ اووربياس وولٽيج جي ضرورت آهي ته جيئن برفاني تودن جي امڪان کي يقيني بڻائي سگهجي. روايتي سرڪٽس ۾ 68V جي ڪونچنگ وولٽيج سان به، PDE کي صرف 75.1٪ تائين وڌائي سگهجي ٿو.

حل

SPAD جي سيمي ڪنڊڪٽر ڍانچي کي بهتر بڻايو. پوئتي روشن ٿيل ڊيزائن: واقعا فوٽون سلڪون ۾ تيزيءَ سان زوال پذير ٿين ٿا. پوئتي روشن ٿيل ڍانچي يقيني بڻائي ٿي ته گهڻا فوٽون جذب ٿيندڙ پرت ۾ جذب ​​ٿين ٿا، ۽ پيدا ٿيل اليڪٽران برفاني تودوخي واري علائقي ۾ داخل ٿين ٿا. ڇاڪاڻ ته سلڪون ۾ اليڪٽران جي آئنائيزيشن جي شرح سوراخن کان وڌيڪ آهي، اليڪٽران انجيڪشن برفاني تودوخي جو وڌيڪ امڪان فراهم ڪري ٿو. ڊوپنگ معاوضي برفاني تودوخي وارو علائقو: بوران ۽ فاسفورس جي مسلسل پکيڙ جي عمل کي استعمال ڪندي، گهٽ ڪرسٽل خرابين سان گہرے علائقي ۾ برقي ميدان کي مرڪوز ڪرڻ لاءِ گهٽ ڊوپنگ معاوضو ڏنو ويندو آهي، مؤثر طريقي سان شور کي گهٽائي ٿو جهڙوڪ DCR.

2. اعليٰ ڪارڪردگي وارو ريڊ آئوٽ سرڪٽ. 50V هاءِ ايمپليٽيوڊ ڪونچنگ فاسٽ اسٽيٽ ٽرانسشن؛ ملٽي موڊل آپريشن: FPGA ڪنٽرول ڪونچنگ ۽ ري سيٽ سگنلز کي گڏ ڪرڻ سان، مفت آپريشن (سگنل ٽرگر)، گيٽنگ (بيروني گيٽ ڊرائيو)، ۽ هائبرڊ موڊس جي وچ ۾ لچڪدار سوئچنگ حاصل ڪئي ويندي آهي.

3. ڊوائيس جي تياري ۽ پيڪنگنگ. SPAD ويفر عمل کي تتلي پيڪيج سان اختيار ڪيو ويو آهي. SPAD کي AlN ڪيريئر سبسٽريٽ سان ڳنڍيو ويو آهي ۽ ٿرمو اليڪٽرڪ ڪولر (TEC) تي عمودي طور تي نصب ڪيو ويو آهي، ۽ گرمي پد ڪنٽرول ٿرمسٽر ذريعي حاصل ڪيو ويندو آهي. ملٽي موڊ آپٽيڪل فائبرز کي SPAD سينٽر سان صحيح طور تي ترتيب ڏنو ويو آهي ته جيئن موثر ڪپلنگ حاصل ڪري سگهجي.

4. ڪارڪردگي ڪيليبريشن. ڪيليبريشن 785 nm پڪو سيڪنڊ پلسڊ ليزر ڊاءِوڊ (100 kHz) ۽ ٽائيم-ڊجيٽل ڪنورٽر (TDC، 10 ps ريزوليوشن) استعمال ڪندي ڪئي وئي.

خلاصو

SPAD structure (ٿلهي جنڪشن، پوئتي روشن، ڊوپنگ معاوضي) کي بهتر بنائڻ ۽ 50 V ڪوئنچنگ سرڪٽ کي جديد بڻائڻ سان، هن مطالعي ڪاميابي سان سلڪون تي ٻڌل سنگل فوٽون ڊيڪٽر جي PDE کي 84.4٪ جي نئين اوچائي تي ڌڪي ڇڏيو. تجارتي شين جي مقابلي ۾، ان جي جامع ڪارڪردگي کي خاص طور تي وڌايو ويو آهي، ڪوانٽم ڪميونيڪيشن، ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ، ۽ اعلي حساسيت واري تصويرنگ جهڙين ايپليڪيشنن لاءِ عملي حل فراهم ڪري ٿو جن کي الٽرا هاءِ ڪارڪردگي ۽ لچڪدار آپريشن جي ضرورت آهي. هن ڪم سلڪون تي ٻڌل جي وڌيڪ ترقي لاءِ هڪ مضبوط بنياد رکيو آهي.سنگل-فوٽان ڊيٽيڪٽرٽيڪنالاجي.