Etude et conception d'une photodiode à avalanche à photon unique (SPAD)

Abstract

La photodiode à avalanche à photon unique SPAD (Single Photon Avalanche Diode) est devenue un composant incontournable pour la mesure dite de « temps de vol » dans le proche infrarouge. La SPAD est facilement intégrable dans les technologies CMOS pour couvrir les longueurs d’onde de 500 à 950 nm notamment pour les applications de télémétrie, des télécommunications optiques, etc. Ce travail a pour objectif la modélisation, la conception et la simulation électriques optiques et thermiques électrique de diodes à avalanche à photon unique (Single Photon Avalanche Diodes - SPAD). Il s’agit de la modélisation et de la simulation bidimensionnelle thermique et non thermique de la SPAD à base du Silicium et des matériaux semiconducteurs III-IV comme l’InGaAs. En effet, le comportement électrique et optique de la SPAD est analysé en termes de caractéristique I-V, densité de courant, champ électrique, probabilité d’avalanche par électron, la distribution de la température dans la SPAD…etc