一种基于0.18μm CMOS工艺的高响应度APD

发布时间：2018-11-09 16:52

【摘要】：设计了一种基于0.18μm CMOS工艺的高响应度雪崩光电二极管(APD)。该APD采用标准0.18μm CMOS工艺,设计了两个P+/N阱型pn节,形成两个雪崩区以产生雪崩倍增电流。雪崩区两侧使用STI(浅沟道隔离)结构形成保护环,有效地抑制了APD的边缘击穿;并且新增加一个深N阱结构,使载流子在扩散到衬底之前被大量吸收,屏蔽了衬底吸收载流子产生的噪声,用以提高器件的响应度。通过理论分析,确定本文所设计的CMOS-APD器件光窗口面积为10μm×10μm,并得到了器件其他的结构和工艺参数。仿真结果表明:APD工作在480 nm波长的光照时,量子效率达到最高90%以上。在加反向偏压-15 V时,雪崩增益为72,此时响应度可达到2.96 A/W,3 d B带宽为4.8 GHz。
[Abstract]:A high responsivity avalanche photodiode (APD). Based on 0.18 渭 m CMOS process is designed. Using standard 0.18 渭 m CMOS process, two P / N well pn knots were designed to form two avalanche regions to generate avalanche doubling currents. STI (shallow Channel isolation) structure is used to form a protective ring on both sides of avalanche area, which effectively inhibits the edge breakdown of APD. A new deep N well structure is added, which absorbs the carriers before diffusion to the substrate, which shields the noise generated by the carriers in order to improve the responsivity of the devices. Through theoretical analysis, the optical window area of the CMOS-APD device designed in this paper is determined to be 10 渭 m 脳 10 渭 m, and other structure and process parameters of the device are obtained. The simulation results show that the quantum efficiency of APD is over 90% when it is illuminated at 480 nm wavelength. At -15 V reverse bias, the avalanche gain is 72, and the responsivity reaches 2.96 A / W / W 3 dB bandwidth of 4.8 GHz..
【作者单位】： 重庆邮电大学光电工程学院/国际半导体学院;
【分类号】：TN312.7

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈衡,徐景智,金泽民;红外辐射计响应度的精确定标原理[J];河北大学学报(自然科学版);1981年01期

2 万光毅，龚晓斌，罗镇伟，苏昌林，，胡章鑫，景峰;线阵CCD转移效率及响应度非均匀性测试装置研究[J];光学学报;1994年07期

3 吕正,姚和军,林延东,樊其明,吕亮;空气湿度对硅光电二极管响应度的影响[J];现代测量与实验室管理;2005年03期

4 占春连;刘建平;卢飞;李正琪;陈超;;红外光谱响应度测试系统研究[J];光学技术;2006年S1期

5 张媛媛,丁双朋,陈炳若;硅双结型色敏器件蓝紫响应度的研究与改善[J];半导体光电;2003年04期

6 庄四祥;冯士维;王承栋;白云霞;苏蓉;孟海杰;;探测器中扩散结深对光响应度影响的研究[J];半导体技术;2008年10期

7 冯士维;王承栋;杨集;张弓长;卢毅成;;InP/InGaAs探测器光响应度与波长关系的研究[J];半导体光电;2007年04期

8 王承栋;杨集;冯士维;张跃宗;庄四祥;张弓长;;高响应度InGaAs PIN光电探测器的研制[J];微纳电子技术;2007年Z1期

9 何清义,袁祥辉，黄友恕，吕果林，温志渝，蒋子平;SSPA周边杂散光对响应度不均匀性的影响[J];半导体光电;1995年01期

10 徐立君;张喜和;吕彦飞;蔡红星;李昌立;谭勇;;激光与PIN光电探测器相互作用的响应度研究[J];激光与红外;2009年07期

相关会议论文 前2条

1 王承栋;杨集;冯士维;张跃宗;庄四祥;张弓长;;高响应度InGaAs PIN光电探测器的研制[A];第十届全国敏感元件与传感器学术会议论文集[C];2007年

2 张春雷;向阳;;探测器响应度的测量[A];第十三届全国光学测试学术讨论会论文（摘要集）[C];2010年

相关博士学位论文 前1条

1 张振铎;臭氧垂直探测仪高精度辐照度响应度定标研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

相关硕士学位论文 前6条

1 秦艳;多光谱成像光谱仪相对光谱功率响应度测试技术研究[D];南京理工大学;2014年

2 卫欢;一种基于缺陷态吸收的光功率监测器研究[D];浙江大学;2016年

3 王博;考虑V2G用户响应度的峰谷电价建模与优化[D];华北电力大学(北京);2016年

4 崔剑;山西省长治市白领阶层对“单独二孩”政策响应度研究[D];云南师范大学;2016年

5 刘建;影响LED光度参数测量准确度的主要因素及修正方法[D];中国计量科学研究院;2011年

6 方超;强激光与PIN探测器相互作用的响应度研究[D];长春理工大学;2009年

本文编号：2321008