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X-FAB对其180nm APD和SPAD器件进行重大改进

—— 提升光子探测性能并增加其有源区面积
作者:时间:2021-02-05来源:电子产品世界收藏

全球公认的卓越光电解决方案制造商X-FAB Silicon Foundries(“X-FAB”)近日宣布,推出最新一代的雪崩光电二极管(APD)和单光子雪崩二极管(SPAD)器件。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202102/422692.htm

X-FAB全新APD和SPAD采用其成熟且通过汽车认证的180nm XH018高压工艺。得益于创新的架构改进,其与该公司的早期器件(最初于 2019年中期发布 )相比,性能得到显著提升,因此可用于光照强度极具挑战性的场景。同时,新器件与上一代的外形与连接兼容性得到保留,从而确保了简单便捷的升级途径,而无需额外的工程工作。

性能提升最明显的领域之一是光子探测概率(PDP)。405nm波长入射光PDP数值为42%,而在近红外(NIR)频率上的改进幅度更进一步,高达150%;850nm波长PDP数值为5%。此外,后脉冲概率为0.9%,与第一代器件相比降低了70%;暗计数率(DCR)仅13次/秒/µm²,当前可支持的填充因子(有源传感器表面积百分比)几乎翻了一番,达到33%。*

由于击穿电压特性可能因设备而异,因此需要精确测定来确保APD/SPAD的良好性能。基于这个原因,X-FAB内置了一个触发二极管,可以在无需外部光源即可实现精确、实时的片上击穿电压检测。全新产品包含主动猝灭电路,可以通过它加快SPAD器件的恢复速度,使其为进一步光子探测做好准备。得益于尺寸的灵活性(宽度和长度方面),全新SPAD带来了更杰出的应用适应性。SPAD和APD器件的完整器件模型保证了首次成功(first-time-right);该模型还包括新的内置触发二极管行为。

“得益于提升的PDP并结合极富竞争力的DCR水平,我们向市场推出的APD/SPAD解决方案具备令人印象深刻的信号完整性特性;这将使我们的客户在众多应用中获得直接的收益,如医疗领域中的计算机层析成像和荧光检测,以及工业和汽车系统中的ToF与激光雷达等。”X-FAB光电技术业务线经理Detlef Sommer表示,“这些先进的光电元件是X-FAB设计套件的宝贵补充,拓宽了在XH018工艺中可利用的互操作资产选择范围。”

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注*

此处引用的所有测量参数适用于具有10µm直径光学有源区的器件,该器件在室温下进行被动猝灭电路并带有2V的过偏置。

缩略语

APD      雪崩光电二极管

DCR      暗计数率

PDP      光子探测概率

SPAD   单光子雪崩光电二极管(Single-Photon Avalanche Photodiode)



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