具有光敏探测器的感测装置制造方法及图纸

一种感测装置包括感测器，其包括至少一个光敏探测器和处理器。所述处理器确定用以控制跨越所述至少一个探测器的电压差的第一控制值，将所述第一控制值和与参考温度相关联的参考值进行比较，并且根据所述比较提供用于调整所述感测装置的一个或多个输出以及所述感测装置的与所述电压差不同的操作参数的调整信息。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种方法和装置，并且特别地但非排他地涉及一种具有光敏探测器的感测装置。
技术介绍
单光子雪崩探测器(SPAD)基于在其击穿区域上方进行偏置的p-n结器件。高反向偏置电压生成足够大的电场使得引入p-n结器件的耗尽层的单电荷载流子可以导致自维持的雪崩。这种电荷载流子可以通过光子的撞击(撞击电离)得到释放。SPAD可以是淬灭的，允许器件被重置从而探测进一步的光子。SPAD的性能可以依赖于一个或多个诸如温度、老化和工艺变化(processvariation)的因素而发生变化。
技术实现思路
在一个实施例中，一种感测装置包括：感测器，其包括至少一个光敏探测器；处理器，其配置用于：确定用以控制跨越所述至少一个探测器的电压差的第一控制值；将第一控制值和与参考温度相关联的参考值进行比较；并且根据所述比较提供用于调整所述感测装置的一个或多个输出以及所述感测装置的与所述电压差不同的的操作参数的调整信息。调整信息可以依赖于第一控制值和参考值之间的差的幅度以及第一控制值是否大于或者小于参考值。对于给定的差的幅度，与所述调整信息相关联的幅度可以依据第一控制值大于或者小于参考值而不同。对于所述给定的差的幅度，与当所述第一控制值和所述参考值之间的所述差指示温度小于所述参考温度时相比，如果所述第一控制值和所述参考值之间的所述差指示温度大于所述参考温度，所述调整信息可能代表较大的调整。操作参数可以包括振荡器频率。振荡器频率可以为时钟信号频率。调整信息可以配置为调整所述时钟信号频率使得所述时钟信号频率在给定的频率范围之内从而下述中的一个或多个处于一个或多个通信频带频率之外：所述时钟信号的谐波；所述时钟信号频率；从所述时钟信号获得的一个或多个信号；以及从所述时钟信号获得的一个或多个信号的谐波。调整信息可以包括用于修整振荡器频率的修整信息。感测装置可以配置为确定对象距所述装置的距离，所述感测装置的所述输出为所述距离。感测装置可以包括光敏探测器阵列。至少一个光敏探测器可以包括SPAD。根据一些实施例，提供一种感测方法，其包括：确定用以控制跨越至少一个光敏探测器的电压差的第一控制值；将第一控制值和与参考温度相关联的参考值进行比较；并且根据所述比较提供用于调整其中提供有所述至少一个光敏探测器的所述感测装置的一个或多个输出以及所述感测装置的与所述电压差不同的操作参数的调整信息；并且利用所述调整信息调整所述输出和所述操作参数中的一个或多个。调整信息可以依赖于第一控制值和参考值之间的差的幅度以及第一控制值是否大于或者小于参考值。对于给定的差的幅度，与所述调整信息相关联的幅度可以依据第一控制值大于或者小于参考值而不同。对于所述给定的差的幅度，与当所述第一控制值和所述参考值之间的所述差指示温度小于所述参考温度时相比，如果所述第一控制值和所述参考值之间的所述差指示温度大于所述参考温度，所述调整信息可能代表较大的调整。操作参数可以包括振荡器频率。振荡器频率可以为时钟信号频率。调整信息可以配置为调整所述时钟信号频率使得所述时钟信号频率在给定的频率范围之内从而下述中的一个或多个在一个或多个通信频带频率之外：所述时钟信号的谐波；所述时钟信号频率；从所述时钟信号获得的一个或多个信号；以及从所述时钟信号获得的一个或多个信号的谐波。调整信息可以包括用于修整振荡器频率的修整信息并且该方法可以包括利用所述修整信息修整振荡器频率。该方法可以包括确定对象距所述装置的距离，所述输出为所述被调整的距离。附图说明现在将通过示例的方式对附图进行参考，其中：图1为具有淬灭和读出电路的SPAD的图；图2示出了在一些实施例中使用的电压控制的示意图；图3示意性地示出了SPAD偏置电压和操作条件；图4示出了一个实施例的方框图；图5示出了一个实施例的方法；图6示意性地示出了一个实施例的频率谐波以及通信频带频率；图7示出了一组设备的测距结果的第一图表；图8示出了对其应用了第一补偿方法的一组设备的测距结果的第二图表；图9示出了对其应用了第二补偿方法的一组设备的测距结果的第三图表；图10示出了具有SPAD布置的设备。具体实施方式单光子雪崩二极管，或者“SPAD”也被称为盖格模式雪崩光子二极管GAPD。这些器件具有反向偏置的p-n结，其中由于撞击电离机制，生成光子的载流子可以触发雪崩电流。SPAD可以设计为以远高于击穿电压的反向偏置电压来操作。图1示意性地示出了单一光子雪崩二极管(SPAD)101。SPAD101具有反向偏置的p-n结102。反向偏置的p-n结102具有高反向偏置电压(-VBREAKDOWN)。通过这个反向偏置电压，生成相对高的电场使得注入耗尽层的单一电荷载流子经由撞击电离触发自维持雪崩。换句话说，撞击在反向偏置的p-n结器件102上的光子释放了触发连锁反应的单一电荷，该连锁反应释放了导致大电流的大量的电子。为了重置器件102，电流被淬灭。没有猝灭，p-n结器件102可能永久地被损害。不同类型的淬灭是已知的。例如，可以使用被动淬灭或者主动淬灭。被动淬灭可以例如使用与SPAD串联的电阻器。随着跨电阻器的相对高值电阻建立电压降，雪崩电流有效地被淬灭。可替换地，可以使用主动淬灭。图1示出了其中使用了被动淬灭的示例。提供与p-n结器件102串联并且连接在更为正向的电压VEXCESS和反向偏置p-n结器件102之间的p-型MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)100。淬灭电压VQUENCH施加到MOSFET100的栅极。MOSFET100有效地用作相对高电阻的电阻器。在MOSFET100和p-n结器件102之间的节点106处的电压波形可以从图1中示意性地看出。最初，节点106的输出处于相对高的电压。当光子撞击在p-n结器件102上，这导致了相对大的电流迅速地流动，其导致了节点106上的电压迅速地降低。随着淬灭电压被施加，在节点106处的电压升回到最初电压值。在节点106处的电压波形通过经过反相器104从而给出方形波形，该方形波形具有代表着光子撞击在p-n器件上之前以及淬灭后的状态的波的低电平以及代表着光子撞击的高电平。反相器104的输出可以被提供到探测电路去处理。例如，反相器104的输出可以被输入到计数器，其在每次反相器的输出变高时进行计数。应当理解的是图1所示出的SPAD以及淬灭布置仅仅作为示例并且可替换地可以使用其他结构。例如，可以使用主动淬灭。其他的被动淬灭布置可以使用在实施例中。在一些实施例中，使用了SPAD阵列。然而，应当理解的是一些实施例可以连同单一SPAD使用。需要击穿电压将雪崩二极管置于盖格的工作区域并且导致p-n器件作为SPAD进行操作。击穿电压由跨p-n器件的电压差来控制而不是在反向偏置的p-n结设备的任一侧上的绝对电压值来控制。二极管的击穿电压可以对下面因素中的一个或多个因素敏感：工艺变化；SPAD设计；组件随时间的变化；以及温度变化。在提供在芯片上、裸片上或者作为芯片集的部分的SPAD中，这个提供到SPAD的电压可以通过在相同的芯片或者裸片或芯片集中的另一个芯片或者另一个裸片(例如封装有具有SPAD的裸片)上的电压源来提供。可替换地，电压电源可以是外部电源。如果以或者过低或者过高的电压差(由电压电源控制)对SPAD进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感测装置，包括：感测器，其包括至少一个光敏探测器；处理器，其配置用于：确定用以控制跨所述至少一个探测器的电压差的第一控制值；将所述第一控制值和与参考温度相关联的参考值进行比较；并且根据所述比较，提供用于调整所述感测装置的一个或多个输出以及所述感测装置的与所述电压差不同的操作参数的调整信息。

【技术特征摘要】
2015.09.30 GB 1517267.91.一种感测装置，包括：感测器，其包括至少一个光敏探测器；处理器，其配置用于：确定用以控制跨所述至少一个探测器的电压差的第一控制值；将所述第一控制值和与参考温度相关联的参考值进行比较；并且根据所述比较，提供用于调整所述感测装置的一个或多个输出以及所述感测装置的与所述电压差不同的操作参数的调整信息。2.根据权利要求1所述的感测装置，其中所述调整信息依赖于第一控制值和所述参考值之间的差的幅度以及第一控制值是否大于或者小于所述参考值。3.根据权利要求2所述的感测装置，其中对于给定的差的幅度，与所述调整信息相关联的幅度根据所述第一控制值大于或者小于所述参考值而有所不同。4.根据权利要求3所述的感测装置，其中对于所述给定的差的幅度，与当所述第一控制值和所述参考值之间的所述差指示温度小于所述参考温度时相比，如果所述第一控制值和所述参考值之间的所述差指示温度大于所述参考温度，则所述调整信息代表较大的调整。5.根据前述任一权利要求所述的感测装置，其中所述操作参数包括振荡器频率。6.根据权利要求5所述的感测装置，其中所述振荡器频率为时钟信号频率。7.根据权利要求6所述的感测装置，其中所述调整信息被配置为调整所述时钟信号频率，使得所述时钟信号频率在给定的频率范围之内从而下述中的一个或多个处于一个或多个通信频带频率之外：所述时钟信号的谐波；所述时钟信号频率；从所述时钟信号获得的一个或多个信号；以及从所述时钟信号获得的一个或多个信号的谐波。8.根据权利要求5、6或7所述的感测装置，其中所述调整信息包括用于修整所述振荡器频率的修整信息。9.根据前述任一权利要求所述的感测装置，其中所述感测装置被配置为确定对象距所述装置的距离，所述感测装置的所述输出为所述距离。10.根据前述任一权利要求所述的感测装置，包括光敏探测器阵列。11.根据前述任一权利要求所述的感测装置，其中所述至少一个光敏探测器包括SPAD。12.一种设备，包括如前述任一权利要求所述的感测装置。13.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·斯科特，S·李，
申请(专利权)人：意法半导体RD有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB