室温,96×96ピクセルの3DスタックされたInGaAs/InP SPADセンサで,フラッシュLiDAR用の補完ゲートが付いています

科学分野:

• フォトニクスと光電子学
• 集積回路 集積回路とは
• センサー技術 センサー技術

背景:

• ショートウェーブ赤外線 (SWIR) イメージングは,自動運転やロボット工学を含む様々なアプリケーションに不可欠です.
• 伝統的なLiDARセンサは,サイズ,電力消費,そして困難な照明条件下での性能という点で,多くの場合制限に直面しています.
• 3Dスタッキングは,センサーの機能を小型化し,強化するための経路を提供します.

研究 の 目的:

• 室温を表示するために,SWIRスペクトルで動作する3DスタックされたフラッシュLiDARセンサー.
• 高精度で強度画像と深度マップを撮影するセンサーの能力を実証するために.
• 異なる照明条件や範囲下でセンサーの性能を評価する.

主な方法:

• トップレベルの 96x96 InGaAs-InP シングルフォトン・アヴァランチ・ダイオード (SPAD) アレイの開発.
• 騒音とパルス後の低減のための補完的なキャスコードゲーティングを特徴とする下層層との統合.
• 110nm CMOSテクノロジーを用いた製造.
• 1550nmのレーザーと3nsのゲーティングパルスでテストしています.

主要な成果:

• センサーは,室内外の両方で,強度画像と深度マップを成功裏に生成しました.
• 精度が2%以上の精度で100mまでの精度を達成しました.
• 120 kluxのバックグラウンドライト条件で堅実なパフォーマンスを実証しました.
• 1550nmのレーザーで100μWから3.1mWの電力範囲で動作します.

結論:

• 提示された3DスタックされたフラッシュLiDARセンサーは,SWIR画像の重要な進歩です.
• センサーの性能は,3Dスタッキングと高度なピクセルレベルのゲーティング技術の有効性を検証しています.
• この技術は,さまざまな環境で高い精度とパフォーマンスを要求する次世代のLiDARシステムにとって有望です.