光电P型叉指结构二极管
发布时间:2008/12/3 0:00:00 访问次数:512
cmos光电探测器的响应时间较慢是高速光电接收器单片集成的主要障碍。由于硅对波长肛638 nm吸收深度较深(约10 gm),同时cmos工艺中源漏注入形成的pn结结深较浅(<1 gm),因此大量的光生载流子是在pn结外的体硅内产生,这些载流子缓慢的扩散运动是影响探测器速率的主要因素,如果能将这些载流子屏蔽掉,就能获得较高的速率。然而,获得高速率的同时,大部分产生在空间电荷区外的载流子对光信号电流没起作用,无疑降低了探测器的量子效率,导致响应度不高。
图1给出了一种基于标准cmos工艺的叉指型光电探测器结构[54~56],n阱区的面积被定义为探测器的面积,n阱周围用芦保护环包围。n阱中,利用p+扩散区作为叉指型探测器的阳极区域,这种拓扑图形有利于形成最大化的pn结耗尽区,从而有利于光生载流子的收集,尤其是在器件表面附近的载流子。n阱电极与探测器反向偏压相接,一方面可以调节p+-n阱耗尽区的宽度,另一方面也可以使n阱-p衬底反偏,从而达到屏蔽扩散载流子的作用。
图1 p型叉指结构光电二极管
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cmos光电探测器的响应时间较慢是高速光电接收器单片集成的主要障碍。由于硅对波长肛638 nm吸收深度较深(约10 gm),同时cmos工艺中源漏注入形成的pn结结深较浅(<1 gm),因此大量的光生载流子是在pn结外的体硅内产生,这些载流子缓慢的扩散运动是影响探测器速率的主要因素,如果能将这些载流子屏蔽掉,就能获得较高的速率。然而,获得高速率的同时,大部分产生在空间电荷区外的载流子对光信号电流没起作用,无疑降低了探测器的量子效率,导致响应度不高。
图1给出了一种基于标准cmos工艺的叉指型光电探测器结构[54~56],n阱区的面积被定义为探测器的面积,n阱周围用芦保护环包围。n阱中,利用p+扩散区作为叉指型探测器的阳极区域,这种拓扑图形有利于形成最大化的pn结耗尽区,从而有利于光生载流子的收集,尤其是在器件表面附近的载流子。n阱电极与探测器反向偏压相接,一方面可以调节p+-n阱耗尽区的宽度,另一方面也可以使n阱-p衬底反偏,从而达到屏蔽扩散载流子的作用。
图1 p型叉指结构光电二极管
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