关键词搜索: OBIS激光器,JDSU氦氖激光器,InSb红外探测器

你的位置:首页 > 技术文章 > 单光子雪崩二极管的制造工艺解析

技术文章

单光子雪崩二极管的制造工艺解析

技术文章
  单光子雪崩二极管(SPAD)的制造工艺涉及将传统的雪崩光电二极管(APD)技术与先进的半导体加工技术相结合,以实现对单个光子的高灵敏度检测。
  以下是单光子雪崩二极管制造过程中的一些关键步骤和考虑因素:
  1.材料选择:SPAD通常使用硅或其他半导体材料制造,这些材料能够有效地吸收光子并产生电子-空穴对。
  2.雪崩击穿:SPAD工作在所谓的盖革模式,即反向偏置电压高于其雪崩击穿电压。在这种模式下,光生电子-空穴对会在高电场中加速并获得足够的能量,以至于它们能够通过碰撞电离产生更多的载流子,从而形成雪崩效应。
  3.保护环结构:为了防止边缘击穿和提高器件的稳定性,SPAD的设计中通常会包含一个保护环结构。这种结构有助于确保雪崩效应均匀地发生在器件的有源区域,而不是在边缘区域。
  4.深N阱和P型植入物:为了提高电场的均匀性和光子收集效率,一些设计采用了深N阱保护环结构和辅助的P型植入物。这些结构有助于优化电场分布,从而提高单光子探测效率。
  5.阵列化:通过结合互补型金属氧化物半导体(CMOS)技术,SPAD可以制成阵列式成像探测器。这种阵列化可以提高空间分辨率和信噪比,使得SPAD在天文学、量子计算等领域得到广泛应用。
  6.工艺优化:为了提高性能,降低噪声(如暗计数),并提高对低强度光信号的检测能力,SPAD的制造工艺需要不断优化。这包括对影响SPAD性能的主要因素进行详细研究,并基于现有工艺设计出新的SPAD结构。
  7.电荷载流子扩散:在制造过程中,还需要考虑电荷载流子的扩散问题,因为这会影响SPAD的时间抖动。深层的有效吸收可能会导致电荷载流子扩散距离增加,从而影响器件的时间响应特性。
 

单光子雪崩二极管

 

TEL:18117546256

扫码加微信