硅基叉指狀紫外光電探測器的建模與設計.pdf

1、目前，市場上的紫外探測系統(tǒng)普遍存在靈敏度低、集成度低、體積龐大、功耗高等缺點，光電探測系統(tǒng)電路由感光器件、放大電路、讀出電路等共同實現(xiàn)，需要至少三塊芯片組合才能完成整個功能，從而造成整個光電探測系統(tǒng)的龐大和復雜，功耗也很大。因此，單芯片集成SOC（System on chip，片上系統(tǒng)），即單塊芯片將探測器件和信號處理電路以及讀出電路集成，成為市場的需求所在。目前國內(nèi)還沒有 CMOS工藝下單芯片集成的紫外探測器系統(tǒng)，而研究出高性能的硅基

2、紫外探測器成為單芯片集成最基本也是最重要的一步。
　　本文設計的硅基叉指狀紫外光電探測器是一種高性能紫外光電探測器，同時又是采用標準硅工藝制造，能夠單芯片集成紫外探測系統(tǒng)。在解決傳統(tǒng)紫外探測器靈敏度低、集成度低、體積龐大、功耗高等缺點的同時，能與后續(xù)的信號讀出與處理電路實現(xiàn)單芯片集成。首先，根據(jù)典型紫外光電二極管結構入手，通過理論知識的學習，了解原理和結構的特征，使用 TCAD器件仿真對其光學特性和電學特性進行深入研究。
　

3、　其次，通過仿真優(yōu)化了原來的器件結構，提出了基于硅基研究高響應靈敏度的紫外探測器新結構和新器件，并對其結構進行了TCAD仿真。通過仿真表明：改進后的叉指狀紫外探測器有更好的紫外選擇性，更低的暗電流和擊穿電壓。從而實現(xiàn)了本文設計出高性能的紫外探測器的目標。
　　最后，通過仿真確定了最終的流片結構，基于0.18μm CMOS工藝平臺對本文設計的叉指狀紫外探測器進行了版圖繪制和流片，并對最終的芯片進行了測試。本文對器件進行了詳細測試，并