一种低暗计数率P-I-N结构的单光子雪崩二极管探测器

基于180 nm BCD工艺制备出一种P型注入增强型P-I-N结构的单光子雪崩二极管(SPAD)探测器。采用P型漂移区与高压N+埋层之间的低掺杂浓度P型外延层作为I层深结雪崩区,提高了近红外波段的光子探测概率(PDP)。利用低掺杂浓度的P型外延层作为虚拟保护环,防止了器件横向击穿,降低了暗计数率(DCR)。测试结果表明,虚拟保护环宽度(GRW)为5μm时,器件雪崩电压为56 V。在5 V过偏压下600 nm处的峰值PDP为41%,在901 nm的近红外波段下PDP大于6%,DCR为0.56 s^(-1)·μm^(-2),后脉冲率小于1.2%,表现出良好的电学和光学特性。所提出的SPAD器件为硅基高灵敏度近红外单光子探测器设计提供了一种可选的解决方案。