La suppression du bruit de fond dans les photomultiplicateurs en silicium (SiPM) reste très difficile, car le mode Geiger entraîne intrinsèquement des taux de comptage de fond élevés (DCR). Bien que les couches de silicium épitaxial déposées sur des substrats fortement dopés soient largement utilisées, le traitement épitaxial à haute température induit souvent une autodopage de dopant et la formation d'états d'interface, ce qui aggrave considérablement le bruit. Dans ce travail, nous démontrons que les SiPM fabriqués sur des substrats dopés à l'antimoine (Sb) présentent environ 20 % de DCR en moins, jusqu'à 40 % de sensibilité de détection des photons en plus, et une amélioration d'environ 15 % de la résolution temporelle des photons uniques à un excès de polarisation de 8 V, par rapport à leurs homologues dopés à l'arsenic (As). Ces améliorations de performance sont attribuées au plus grand rayon covalent et à l'énergie d'activation de diffusion plus élevée du Sb, qui supprime efficacement l'autodopage et minimise la formation des états d'interface à la frontière épitaxiale-sous-strat, permettant ainsi un fonctionnement SiPM à faible bruit et haute précision.
Zhang et al. (Jeudi,) ont étudié cette question.