【摘 要】
：
随着各种智能设备融入人们的日常生活,人们对探测器的要求也越来越高。普通光电探测器的探测情况受光强限制严重,不能探测到微弱的光子信息,为了解决这一问题,盖革模式的雪崩二极管被纳入研究,并开拓了单光子探测领域。单光子探测在医疗检测、国防军事和大众娱乐上得到了广泛的应用,然而现有的单光子探测芯片面临集成度较低、体积较大等的问题。本文在此背景下提出在标准BCD工艺下设计单光子探测器及相应的集成电路,可实现
论文部分内容阅读
随着各种智能设备融入人们的日常生活,人们对探测器的要求也越来越高。普通光电探测器的探测情况受光强限制严重,不能探测到微弱的光子信息,为了解决这一问题,盖革模式的雪崩二极管被纳入研究,并开拓了单光子探测领域。单光子探测在医疗检测、国防军事和大众娱乐上得到了广泛的应用,然而现有的单光子探测芯片面临集成度较低、体积较大等的问题。本文在此背景下提出在标准BCD工艺下设计单光子探测器及相应的集成电路,可实现高度集成高性能的单光子探测器的单片集成。设计标准工艺下的三种单光子探测器结构:P+/Nwell结构、P+/Nwell/DNwell结构、P+/Pwell/BNwell结构。采用Silvaco器件仿真平台对这三种结构的探测器的电场分布、I-V特性、雪崩产生率和量子效率等多个性能参数进行仿真和分析,优化设计器件结构。仿真结果显示当整个探测器直径28μm、有源区长度10μm时击穿电压分别为10.2V、10.5V和22V,当过电压达到8V时三种结构的雪崩产生率均大于90%,在700nm波长附近光谱响应,600nm波长处量子效率可达到峰值,量子效率峰值约为0.65。对探测器的等效电路模型、淬灭电路以及延时等电路进行了探讨。改进APD光器件的等效电路模型,结合周围电路进行协同设计仿真,为单光子单片集成芯片提供更加可靠的设计依据。分析三种主流淬灭电路的基础上,综合设计主动淬灭电路。仿真比较了反相器延时和RC延时电路。最后将各部分电路连接组成完整的淬灭复位电路,仿真可获得死时间为2.6ns。本文使用华润上华公司的0.18 μ m BCD工艺进行流片,对流片芯片测试结果显示P+/Nwell/DNwell结构雪崩击穿电压为15.8V,P+/Nwell结构击穿电压为10.6V,在过电压为0.2V时用650nm光照射下,两款响应度分别约为0.80A/W、0.71 A/W。在单管无源测试中两款APD均能实现光子探测且在过偏压为0.2V时暗计数率分别为20KHz和60KHz。周围电路中整个淬灭复位时间约为4μs,延时电路实现延时1.5ns的设计指标。本文采用标准工艺流片有效降低单光子芯片的成本,实现探测器和相关周围电路的集成。
其他文献
目的:肝纤维化是由慢性肝损伤所导致的病理改变,是慢性肝病发展到肝硬化的必经阶段。目前肝纤维化的分子机制方面尚无关键性突破研究,因此临床上也没有针对肝纤维化的有效药物。Nucleophosmin（NPM）是一种细胞内普遍表达的核仁磷酸化蛋白,在细胞增殖与存活等多种生命过程中发挥调控作用。前期实验发现肝星状细胞活化后,NPM表达上调,NPM表达量的改变影响了肝纤维化标志物的表达。本文构建了 CCL4诱
急性肺损伤（Acute lung injury,ALI）及其严重阶段的急性呼吸窘迫综合征（Acute respiratory distress syndrome,ARDS）和肺纤维化是呼吸系统较难治愈的疾病,严重影响呼吸功能,可导致呼吸衰竭。临床上ALI/ARDS的治疗主要包括机械通气、液体管理和药物治疗等综合疗法,但病死率仍很高,肺纤维化的治疗同样缺乏理想药物,因此寻求高效低毒的治疗急性肺损伤和
大坝建设导致河流发生湖库化现象,改变了河流原本的水文结构、停留时间和营养状态,不少水库由于分层出现内部缺氧等环境问题,这些理化环境的变化无疑会对库区溶解有机质（DOM）的产生、降解、转化产生重要影响,进而影响到从库区向下游直至河口近岸海域输送的DOM的含量和组成。但是,对于大型河道型水库整个库区全部水柱范围内DOM的来源、降解转化及其对流域碳输出的影响,目前的研究尚显不足。本文以闽江干流大型水库—
目的:建立一个稳定可靠的小鼠眼表二氧化硅颗粒（微米级）损伤模型,以便深入研究这一主要大气污染物对小鼠眼表的损伤表现及毒理作用。方法:将二氧化硅颗粒（微米级）溶于PBS中配制成悬浊液,使用专门的小鼠头部固定装置麻醉并固定小鼠,然后进行悬浊液对眼表的长时间接触性处理,建立眼表二氧化硅颗粒损伤模型。造模完毕后分别行裂隙灯显微镜、荧光素钠染色及评分、光学相干断层扫描、小鼠泪液分泌量测量、活体共聚焦显微镜观
核受体Nur77是立早基因NR4A1编码的转录因子蛋白,调控了细胞增殖、凋亡、自噬和免疫等生理活动,尤其在炎症中扮演了重要角色,是一个具有潜力的调节炎症的药物开发靶点。Nur77属于孤儿核受体,尚未发现其内源性配体,发现其外源性配体并通过Nur77介导生物活性是一个研究热点。雷公藤红素提取自传统中药雷公藤,具有优秀的抗炎活性,在类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等炎症性疾病中具有治疗效果,被认为是同青
肺癌是最为常见的恶性肿瘤之一,近年来肺癌的发病率和死亡率均居全世界癌症之首。肺癌患者的早期症状不明显,诊断相对困难。多数肺癌患者发现时已是晚期,而肺癌晚期患者容易发生骨转移。研究表明,肿瘤骨转移与骨微环境有密切的关系,骨骼中富含生长因子的环境有助于原发性肿瘤细胞向骨或骨髓迁移,为肿瘤细胞生存和生长提供了独特的微环境。在骨组织的细胞中,成骨细胞被证明是重要的肿瘤骨转移的参与者,其分泌的许多特异性蛋白
大气颗粒物通过不同方式对环境产生影响,例如直接影响地球太阳辐射的收支;作为云凝结核和冰核参与大气中云的形成,从而影响云的寿命和改变云的辐射特性等。海洋是全球大气颗粒物的第二大来源,研究海洋大气颗粒物的理化特征和冰核特性有助于全面认识颗粒物在海洋大气的作用和影响。本研究以南海为研究区域,测量南海大气颗粒物作为冰核形成冰晶的温湿度条件;在单颗粒水平上表征南海大气颗粒物的理化特征;探讨南海大气冰核的理化
农药在保障粮食等作物产量和质量方面发挥着重要作用。目前我国批准使用的农药多达400种以上,2016年我国农药产量320.97万吨,使用量178.3万吨,约占全球农药使用量的一半。农药在使用后可以通过挥发、沉降和冲刷等过程进入大气、水体和土壤,威胁着农产品安全、饮用水安全和生态环境健康。沉积物和土壤既是农药的汇,又是水环境的输入源。土壤中的农药污染会改变土壤理化性质、影响土壤生物活性、破坏土壤生态平
装配质量对产品NVH性能有重要影响。在批量生产中,由于人工操作造成的装配质量不一致性,导致产品质量与性能参差不齐,给企业带来经济和信誉上的损失。为避免此类问题,需要正确地判断装配质量以及及时地预测装配参数,以达到进行预测性维护和正确调整装配的效果。因此本文针对客车带传动的装配问题,开展了装配一致性对NVH影响的探索性研究,主要研究内容为:（1）开展了单根直连皮带动力学模型理论分析,验证了弦理论固有
流感是由流感病毒（Influenzavirus）引起的急性呼吸道感染病,每年季节性流感流行都给全球造成严重的疾病负担。流感病毒的基因组特征和宿主多样性,导致自然界的流感病毒型别众多且高度变异,给流感疫情防控和流感患者诊治带来许多挑战,尤其是流感病毒感染导致的重症肺炎和多病原体共感染现象不容忽视。因此,建立一套可高效、精准检测流感病毒的方法对流感患者临床救治和流感疫情防控均具有重要意义。近年来,随着