SPAD(Single-Photon Avalanche Diode)

SPAD(Single-Photon Avalanche Diode, 단일 광자 애벌랜치 다이오드)는 단일 광자(빛의 최소 단위)를 검출할 수 있는 초고감도 반도체 소자입니다. 가이거 모드에서 동작하며, 낮은 빛에서도 즉각적인 증폭과 수 나노초 수준의 빠른 응답 속도로 라이다(LiDAR), 3D 카메라, 의료용 영상 기기 등에 활용되는 차세대 센서 기술입니다.

SPAD 기술의 주요 특징
초고감도: 광자 1개를 탐지할 수 있어 저조도 환경에서도 영상 구현 가능.
빠른 속도: 나노초 단위의 정밀한 시간 측정으로 3D 거리 측정에 유리.
동작 원리: 게이거 모드에서 구동되며 빛이 들어오면 전기적 신호를 발생시킴.
데드타임: 빛을 탐지한 후 다시 동작하기까지 100ns~1
s의 퀸칭(Quenching) 시간이 필요.
응용 분야: 아이폰 Pro 라이더 센서, RAYENCE SPAD X-ray 디텍터, 자율주행 차량, 의료용 영상 장비.

관련 용어 및 형태
SiPM (Silicon Photomultiplier): SPAD 셀을 병렬로 연결하여 더 넓은 면적의 빛을 검출하는 센서.
SPAD-502Plus: 엽록소 양을 측정하는 농업용 기기(위의 반도체 소자와는 다른 개념).

SPAD는 CMOS 공정 기술을 적용하여 소형화 및 저가 대량 생산이 가능해지면서, 미래 3D 센서 시장의 핵심 기술로 떠오르고 있습니다.