Effect of electric fi eld on primary dark pulses in SPADs for advanced radiation detection applications

김경택; 김형택; 김진환; 조규성

doi:https://doi.org/10.1016/j.net.2020.07.006

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저자정보: 김경택 (한국과학기술원) 김형택 (한국원자력연구원) 김진환 (한국과학기술원) 조규성 (한국과학기술원)

저널정보: 한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology 제53권 제2호

발행연도: 2021.2

수록면: 618 - 625 (8page)

DOI: https://doi.org/10.1016/j.net.2020.07.006

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In this paper, the single-photon avalanche diodes (SPADs) featuring three different p-well implantationdoses (?p well) of 5.0 1012, 4.0 1012, and 3.0 1012 atoms/cm2 under the identical device layouts werefabricated and characterized to evaluate the effects of field enhanced mechanisms on primary darkpulses due to the maximum electric field. From the IeV curves, the breakdown voltages were found as23.2 V, 40.5 V, and 63.1 V with decreasing ?p well, respectively. By measuring DCRs as a function oftemperature, we found a reduction of approximately 8% in the maximum electric field lead to a nearly72% decrease in the DCR at Vex ¼ 5 V and T ¼ 25 C. Also, the activation energy increased from 0.43 eV to0.50 eV, as decreasing the maximum electric field. Finally, we discuss the importance of electric fieldengineering in reducing the field-enhanced mechanisms contributing to the DCR in SPADs and thebenefits on the SPADs related to different types of radiation detection applica

#SPAD #Primary dark pulse #SRH generation #Radiation detection #Field-enhanced #DCR

참고문헌 (39)

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