ايس پي اي ڊي سنگل-فوٽان برفاني تودو فوٽوڊيڪٽر

ايس پي اي ڊيسنگل-فوٽان برفاني تودو فوٽوڊيڪٽر

جڏهن SPAD فوٽوڊيڪٽر سينسر پهريون ڀيرو متعارف ڪرايا ويا، اهي خاص طور تي گهٽ روشني جي ڳولا واري منظرنامي ۾ استعمال ٿيندا هئا. جڏهن ته، انهن جي ڪارڪردگي جي ارتقا ۽ منظر جي گهرجن جي ترقي سان،ايس پي اي ڊي فوٽوڊيڪٽرآٽوميٽو ريڊار، روبوٽس، ۽ بغير پائلٽ جي هوائي گاڏين جهڙن صارف جي منظرنامي ۾ سينسرز کي وڌيڪ لاڳو ڪيو ويو آهي. ان جي اعلي حساسيت ۽ گهٽ شور جي خاصيتن جي ڪري، SPAD فوٽوڊيڪٽر سينسر اعلي-صحت واري کوٽائي جي تصور ۽ گهٽ روشني واري تصوير حاصل ڪرڻ لاءِ هڪ مثالي انتخاب بڻجي چڪو آهي.

روايتي CMOS تصويري سينسر (CIS) جي برعڪس جيڪو PN جنڪشن تي ٻڌل آهي، SPAD فوٽوڊيڪٽر جو بنيادي ڍانچو هڪ برفاني وهڪرو ڊاءِڊ آهي جيڪو گيگر موڊ ۾ ڪم ڪري ٿو. جسماني ميڪانيزم جي نقطي نظر کان، SPAD فوٽوڊيڪٽر جي پيچيدگي PN جنڪشن ڊوائيسز جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻي آهي. اهو بنيادي طور تي ان حقيقت ۾ ظاهر ٿئي ٿو ته اعلي ريورس تعصب جي تحت، اهو غير متوازن ڪيريئرز جي انجيڪشن، حرارتي اليڪٽران اثرات، ۽ خراب حالتن جي مدد سان سرنگ ڪرنٽ جهڙا مسئلا پيدا ڪرڻ جو امڪان وڌيڪ آهي. اهي خاصيتون ان کي ڊيزائن، عمل، ۽ سرڪٽ آرڪيٽيڪچر جي سطحن تي سخت چئلينجن کي منهن ڏين ٿيون.

عام ڪارڪردگي جا پيرا ميٽرايس پي اي ڊي برفاني تودو فوٽو ڊيٽيڪٽرپکسل سائيز (پڪسل سائيز)، ڊارڪ ڪائونٽ شور (ڊي سي آر)، روشني جي سڃاڻپ جو امڪان (پي ڊي اي)، ڊيڊ ٽائيم (ڊيڊ ٽائيم)، ۽ رسپانس جو وقت (ريسپانس جو وقت) شامل آهن. اهي پيرا ميٽر سڌو سنئون ايس پي اي ڊي برفاني ڦوٽوڊيڪٽر جي ڪارڪردگي تي اثر انداز ٿين ٿا. مثال طور، ڊارڪ ڪائونٽ ريٽ (ڊي سي آر) ڊيڪٽر شور جي وضاحت لاءِ هڪ اهم پيرا ميٽر آهي، ۽ ايس پي اي ڊي کي سنگل فوٽون ڊيڪٽر طور ڪم ڪرڻ لاءِ بريڪ ڊائون کان وڌيڪ تعصب برقرار رکڻ جي ضرورت آهي. روشني جي سڃاڻپ جو امڪان (پي ڊي اي) ايس پي اي ڊي جي حساسيت کي طئي ڪري ٿو.برفاني تودو فوٽو ڊيٽيڪٽر۽ برقي ميدان جي شدت ۽ ورڇ کان متاثر ٿئي ٿو. ان کان علاوه، ڊيڊ ٽائيم اهو وقت آهي جيڪو SPAD کي ٽرگر ٿيڻ کان پوءِ ان جي شروعاتي حالت ۾ واپس اچڻ لاءِ گهربل آهي، جيڪو وڌ ۾ وڌ فوٽون جي ڳولا جي شرح ۽ متحرڪ حد کي متاثر ڪري ٿو.

SPAD ڊوائيسز جي ڪارڪردگي جي اصلاح ۾، بنيادي ڪارڪردگي جي پيرا ميٽرز جي وچ ۾ پابندي جو تعلق هڪ وڏو چئلينج آهي: مثال طور، پکسل مينيچرائيزيشن سڌو سنئون PDE جي گهٽتائي جو سبب بڻجندي آهي، ۽ سائيز مينيچرائيزيشن جي ڪري ايج برقي شعبن جي ڪنسنٽريشن پڻ DCR ۾ تيز واڌ جو سبب بڻجندي. ڊيڊ ٽائيم کي گهٽائڻ سان پوسٽ امپلس شور پيدا ٿيندو ۽ وقت جي جٽر جي درستگي خراب ٿيندي. هاڻي، جديد حل DTI/ تحفظ لوپ (ڪراس ٽالڪ کي دٻائڻ ۽ DCR کي گهٽائڻ)، پکسل آپٽيڪل آپٽمائيزيشن، نئين مواد جي تعارف (SiGe برفاني پرت انفراريڊ ردعمل کي وڌائڻ)، ۽ ٽي-dimensional اسٽيڪ ٿيل فعال ڪونچنگ سرڪٽس جهڙن طريقن ذريعي هڪ خاص درجي جي تعاون واري اصلاح حاصل ڪئي آهي.