概括
这项研究介绍了用于汽车LiDAR的近红外增强单光子雪崩二极管 (SPAD). 这种新的设计实现了高光子检测效率和低暗计数率,非常适合先进的驾驶辅助系统.
科学领域:
- 光子学和半导体设备 半导体设备
- 汽车的激光雷达技术
背景情况:
- 汽车LiDAR系统需要高度敏感的单光子雪崩二极管 (SPAD) 进行精确的物体检测.
- 现有的SPAD经常面临近红外 (NIR) 光吸收和暗噪声的挑战,限制了汽车应用中的性能.
研究的目的:
- 设计和模拟一种针对汽车LiDAR应用优化的新型NIR增强型SPAD.
- 提高光子检测效率 (PDE) 并降低在NIR波长运行的SPAD中的暗计数率 (DCR).
主要方法:
- 利用CSMC 0.18μm BCD技术设计了一种具有逆向NM/XP连接的SPAD.
- 在深深的p井 (DP) 中使用3μm深的NM/XP连接,以增强NIR吸收和载体收集.
- 使用数值计算模拟了SPAD,并在电路模拟器中使用主动火/重置电子来评估其性能.
主要成果:
- 在905nm时达到16.2%的高光子检测效率 (PDE).
- 在室温下表现出低暗计数率 (DCR) 1.46 Hz/μm2 在5 V的过量偏差下.
- 该设计有效地隔离暗噪声,使用深度NM/XP连接和埋层.
结论:
- 开发的NIR增强型SPAD非常适合用于低成本的小型汽车LiDAR系统.
- 该设计为改善车辆LiDAR传感器的性能和可靠性提供了一个有前途的解决方案.
