130-nm CMOS 기술로 구현된 단일 광자 얼음 다이오드

우리는 130nm 보완 금속 산화 반도체(CMOS) 기술로 구현된 단일 광자 얼음 다이오드(SPAD)의 첫 번째 구현에 대해 보고합니다. SPAD는 팔각형으로 p+/n-well 접합체로 제조됩니다. p+ 애노드 주위의 p-well 가드 링은 조기 방전을 방지하는 데 사용됩니다. 새로운 장치의 동역학을 조사하기 위해 능동 및 수동 소멸 방법이 사용되었습니다. 단일 광자 탐지는 빠른 비교기를 사용하여 얼음을 감지하여 달성됩니다. SPAD는 최대 41%의 광자 탐지 확률과 실온에서 100 kHz의 전형적인 암 검출률을 보입니다. 144 ps의 전반폭 반값(FWHM) 타이밍 해상도 덕분에 SPAD는 의료 영상, 3D 비전, 생물광학, 저조도 조명 영상 등 다양한 분야에서 여러 용도로 사용됩니다.