盖革模式APD被动淬火与恢复集成电路的设计方法

摘要

本发明公开了一种“盖革”模式APD器件被动淬火与恢复集成电路的设计方法。本发明方法基于目标APD器件的实测特性，抽象出I-V关系式，从而建立非线性模块表征目标APD器件的实测特性，同时在设计过程加入流控开关准确判断雪崩淬灭时间和控制雪崩淬灭过程，解决了现有设计方法中不能全面考虑器件整体的非线性I-V特性和动态的导通电阻，无法准确判断雪崩淬灭时间的缺点，从而提高了“盖革”模式APD被动淬火与恢复集成电路的设计精度和设计效率，提高了被动淬火与恢复集成电路流片的成功率，降低了设计成本和制作成本。

主权项

一种盖革模式APD器件被动淬火与恢复集成电路的设计方法，其特征在于包括以下步骤：1)对于某具体型号“盖革”工作模式APD器件，在实验室搭建大电阻被动淬火电路，测试其基本特性；2)跟据测试结果画出该器件在该淬火电路下的I‑V特性图，其中I代表器件的雪崩电流，V代表器件的雪崩电压，根据图形抽象出电压电流关系数学表达式： Ispad ( Vd ) = min [ F 1 ( Vd ) , Isat ] ( Vspad > Vbreak ) 0 ( Vspad < = Vbreak ) . . . . . . ( 1 ) 其中，F1(Vd)＝Isat*(Vspad‑Vbreak)/(Vsat‑Vbreak)    ......   (2)Ispad为任意时刻APD雪崩电流；Vspad为任意时刻APD两端电压；Isat为APD饱和雪崩电流；Vsat为APD饱和电压；Vbreak为APD雪崩电压；3)根据数学表达式建立表征器件I‑V特性的非线性电路模块，在此基础上添加器件其它部分：结电容、电路分布电容、压控开关、流控开关；4)在EDA平台中搭建步骤1)中所用大电阻被动淬火电路，根据仿真结果和步骤1中实测结果调整步骤3中设置的分布电容参数，使仿真结果与测试结果吻合；5)用APD被动淬火与恢复集成电路替换步骤4)中搭建的大电阻被动淬火电路，调整集成电路各部分参数使电路仿真性能最优，最终流片制作。