실리콘 광증배소자로 이루어진 차세대 광센서의 디자인 및 시뮬레이션 (Design and Simulation of a Next Generation PhotoSensor Made from Multiple Arrays of SiPMs)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 62권 / 12호 / 1364 ~ 1369페이지
· 저자명 : 이혜영, 전진아, 이직, 박일흥, 김석환, 양슬기

초록

광전자증배소자(Silicon Photomultiplier, SiPM)는 기존의광전증배관(Photomultiplier tube)과 같이 단일광자까지 측정할 수 있는초민감한 반도체 광센서이다. SiPM은 초민감성과 함께 수나노의 초고속반응 특성을 갖고 있어 야간에 이미지확보는 물론, 초고속으로 움직이는물체를 인식할 수 있는 이미지 센서로 사용될 수 있다. 또한 SiPM은소형, 저중량, 저전력, 기계 견고성 등 여러 특성을 가지고 있어 다양한응용분야에 적용될 수 있다. 우리는 SiPM을 대화소 이미지 센서로 만들기위해 8 × 8 SiPM 배열을 설계했다. 각 SiPM은 10^3의마이크로픽셀로 구성되어 있으며, 8 × 8 SiPM 배열의 크기는 대략5 × 5 mm^2 이다. 우리는 이 SiPM배열을 사용하여 차후 6,400픽셀 이미지 센서를 개발하고자 한다. 본 논문에서는 제작에 앞서 센서의설계 및 애벌런치 방전을 발생시키는 시뮬레이션 조건에 관하여연구하였다.

영어초록

The silicon photomultiplier (SiPM) is an extremely sensitive detector with the capability for single-photon counting as with a Photomultiplier tube (PMT). A photosensor consisting of multiple arrays of SiPMs can be used as an image sensor that can detect ultrafast objects in the environment of the old (dark) moon with the special properties of a high sensitivity and a time resolution of a few nanoseconds. Also, the features of the SiPMs provide a promising photon sensor for various applications that require low power,compactness, insensitiveness to even very strong magnetic fields,mechanical robustness, resistance to damage from accidental and prolonged light exposure, etc.We have designed an array of 8× 8 SiPMs on one silicon substrate, each pixel consisting of 10^3 photodiode micropixels. The out dimension of the array is 5mm × 5 mm. We have a plan for making a 6400 pixel image sensor with the arrays. In this paper, the design scheme and a simulation of the performance are presented.

참고자료

· 없음