[实用新型]单光子雪崩二极管、主动式淬灭电路、脉冲式TOF传感器以及成像装置

权利要求书

1.一种单光子雪崩二极管，其特征在于，所述单光子雪崩二极管包括：

P型衬底；

深n阱，其形成于所述P型衬底的上方；

第一N阱区，其形成于所述深n阱的上方；

第一P+离子区，其形成于所述第一N阱区的上方；

P阱区，其环绕所述第一N阱区以及第一P+离子区设置于所述深n阱内，所述P阱区与所述第一N阱区和第一P+离子区接触；

第二N阱区，其环绕所述P阱区设置在所述深n阱内，所述第二N阱区延伸到所述P型衬底上；

第一N+离子区，其形成于所述第二N阱区；以及

第二P+离子区，其环绕所述第二N阱区设置于所述P型衬底上。

2.如权利要求1所述的单光子雪崩二极管，其特征在于，所述单光子雪崩二极管还包括：

第一STI层，其环绕所述P阱区设置于所述P阱区和第二N阱区之间；以及

第二STI层，其环绕所述第二N阱区设置于所述第二N阱区和第二P+离子区之间。

3.如权利要求1所述的单光子雪崩二极管，其特征在于，所述深n阱、第一N阱区、第二N阱区为N-型离子注入区，所述P阱区为P-型离子注入区。

4.一种主动式淬灭电路，其特征在于，所述电路包括：

如权利要求1至3任意一项所述的单光子雪崩二极管；

检测控制模块，其用于在检测到所述单光子雪崩二极管在探测到光子发生雪崩时输出检测控制信号，其包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，所述检测控制模块的第一输入端连接所述单光子雪崩二极管的阳极，所述检测控制模块的第二输入端连接参考电源，所述检测控制模块的第一输出端输出检测控制信号；

反馈模块，其用于在接收到使能信号时开始工作，当接收到所述检测控制信号后，按照设定的时间周期依次输出淬灭控制信号以及复位控制信号，其包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端、第二输出端以及第三输出端，所述反馈模块的第一输入端连接所述检测控制模块的第一输出端，所述反馈模块的第二输入端连接所述参考电源，所述反馈模块的第三输入端接收使能信号，所述反馈模块的第一输出端输出淬灭控制信号，所述反馈模块的第二输出端输出复位控制信号，所述反馈模块的第三输出端输出淬灭输出信号；

淬灭开关，其用于在接收到所述淬灭控制信号后，控制所述单光子雪崩二极管淬灭，其包括控制端、输入端和输出端，所述淬灭开关的输入端连接所述检测控制模块的第二输出端，所述淬灭开关的控制端连接所述反馈模块的第一输出端，所述淬灭开关的输出端接地；以及

复位开关，其用于在接收到所述复位控制信号后，控制所述单光子雪崩二极管在淬灭完成后重新进入光子探测状态，其包括控制端、输入端和输出端，所述复位开关的输入端连接所述单光子雪崩二极管的阳极，所述复位开关的控制端连接所述反馈模块的第二输出端，所述复位开关的输出端接地。

5.如权利要求4所述的主动式淬灭电路，其特征在于，所述检测控制模块包括：MOS管MN1、MOS管MP0以及MOS管MN3；

所述MOS管MN1的栅极和漏极均连接所述检测控制模块的第一输入端，所述MOS管MN1的源极连接所述检测控制模块的第二输出端；

所述MOS管MP0的栅极连接所述检测控制模块的第一输入端，所述MOS管MP0的源极连接所述检测控制模块的第二输入端，所述MOS管MP0的漏极连接所述检测控制模块的第一输出端；

所述MOS管MN3的栅极连接所述检测控制模块的第一输入端，所述MOS管MN3的漏极连接所述检测控制模块的第一输出端，所述MOS管MN3的源极接地。