X-FAB為180納米XH018工藝新增隔離等級，提升SPAD集成能力

全球公認的卓越的模擬/混合信號晶圓代工廠X-FAB Silicon Foundries（“X-FAB”）近日宣布，在其180納米XH018半導體工藝平臺中推出新的隔離等級，旨在支持更緊湊、更高效的單光子雪崩二極管（SPAD）應用。新隔離等級能夠實現更高的功能集成度并提升像素密度和填充因子，從而減少芯片面積。

采用全新緊湊型25V隔離等級模塊ISOMOS1（左）和先前所需的模塊ISOMOS2（右）的4×3 SPAD像素示例設計

SPAD是眾多新興應用中的關鍵組件，涵蓋應用于自動駕駛汽車的激光雷達（LiDAR）、3D成像、增強/虛擬現實系統（AR/VR）中的深度感知、量子通信，以及生物醫學傳感等領域。X-FAB已在180納米XH018平臺上提供多款SPAD器件，其有效面積范圍從10μm至20μm。這其中包括一款針對近紅外線優化的版本，可實現近紅外波段更高的光子探測概率（PDP）性能。

為了實現高分辨率的SPAD陣列，緊湊的像素間距和較高的填充因子至關重要。此次X-FAB全新推出的ISOMOS1作為一款25V隔離等級模塊，可大幅優化晶體管隔離結構的緊湊性，無需額外掩模層，且與X-FAB現有的其他SPAD器件完美兼容。

這一技術改進在SPAD像素布局上的優勢十分明顯。以一個典型的4×3 SPAD陣列（每個光學區域為10×10μm2）為例，通過采用新隔離等級后，相較于先前的隔離等級，芯片總面積可減少約25%，填充因子可提高約30%。通過進一步優化像素設計，還能在面積效率和探測靈敏度方面大幅提升。

X-FAB的SPAD解決方案已廣泛應用于需實現直接飛行時間（dToF）測距的各類場景，如智能手機、無人機和投影設備等。這一全新技術成果適用于這些需要在緊湊空間內實現高分辨率傳感的應用。它能夠在多種場景下實現精確的深度感知，包括工業距離檢測和機器人傳感，例如在協作機器人作業區域建立防護，避免碰撞。除了提升性能和集成密度外，該新隔離等級還為更多基于SPAD的系統打開應用空間，特別是那些在緊湊空間內需實現低噪聲、高速單光子探測的場合。

X-FAB光電子技術營銷經理Heming Wei解釋道：“在XH018工藝中引入新的隔離等級，是推動SPAD集成向前邁出的重要一步。它不僅實現了更緊湊的布局和更卓越的性能，同時讓我們已經過驗證且可靠的180納米平臺能夠用于更先進傳感系統的開發。”

全新ISOMOS1模塊和工藝設計套件（PDK）現已正式推出，可用于支持下一代SPAD陣列的高效評估與開發。X-FAB將參展于美國加州圣克拉拉舉行的Sensors Converge 2025展會（6月24日至26日），并在847號展臺展示其最新的傳感器技術。

縮略語：

AR   增強現實

LiDAR   激光雷達

NIR   近紅外線

PDK   工藝設計套件

SPAD   單光子雪崩二極管

VR   虛擬現實