一种低暗计数率CMOS单光子雪崩二极管

作     者：王巍 王广 王伊昌 曾虹谙 王冠宇 唐政维 袁军 WANG Wei;WANG Guang;WANG Yichang;ZENG Hongan;WANG Guanyu;TANG Zhengwei;YUAN Jun

作者机构：重庆邮电大学光电工程学院/国际半导体学院重庆400065 

基　　金：国家自然科学基金项目(61404019) 重庆市基础与前沿研究计划项目(cstc2016jcyjA0272) 

出 版 物：《半导体光电》 (Semiconductor Optoelectronics)

年 卷 期：2019年第40卷第2期

页      码：166-170页

摘      要：基于标准0.18μm CMOS工艺设计了一种新型单光子雪崩二极管(SPAD)器件。该SPAD以p-well/n-well轻掺杂雪崩结作为器件的核心工作区域,同时利用三个相邻n阱间的横向扩散在pn结边缘形成n-虚拟保护环以提高器件的性能。采用Silvaco软件对该器件的电场分布、响应度、击穿电压、光子探测效率和暗计数率等性能参数进行了仿真分析。仿真结果表明:当SPAD器件的光窗口直径为20μm且n阱间隙宽度为1.4μm时,其雪崩击穿电压为13V;在过偏压为1V时,其探测效率峰值和暗计数率分别为37%和0.82kHz;在450～700nm波长范围器件的响应度较好,且在500nm处达到峰值0.33A/W。

主 题 词：单光子雪崩二极管 标准0.18μm CMOS工艺 虚拟保护环 响应度 光子探测效率 暗计数率 

学科分类：08[工学] 0803[工学-仪器类] 

D　O　I：10.16818/j.issn1001-5868.2019.02.004

馆 藏 号：203607215...