單片硅基光電探測(cè)集成電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、光電集成電路（OEIC）是一種能將半導(dǎo)體光電子與微電子器件集成在同一芯片上的電子電路。單片硅基OEIC則進(jìn)一步的將光電子與微電子器件集成在同一塊硅基襯底上。由于OEIC能極大的消除傳統(tǒng)電路中負(fù)面的寄生效應(yīng)，減少不同混合電路的組裝環(huán)節(jié)，并且優(yōu)化傳統(tǒng)集成電路的可靠性和速度，因此其在光纖通信，光盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)、醫(yī)療光學(xué)系統(tǒng)、軍事激光制導(dǎo)和光電檢測(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。而單片硅基OEIC依靠其低成本，成熟的制作工藝和較少的寄生參量也越來(lái)越受到市場(chǎng)

2、的青睞。
　　本文旨在設(shè)計(jì)一種OEIC，其設(shè)計(jì)主要分成兩個(gè)方面：光電探測(cè)器和OEIC電路，前者是本文整個(gè)OEIC設(shè)計(jì)的核心，其作用是將入射的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為低噪聲，較大幅值的電流信號(hào)，后者是對(duì)前者產(chǎn)生的電流信號(hào)進(jìn)行處理并放大，最終產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓信號(hào)供后級(jí)數(shù)字電路處理。
　　基于雙極工藝，本文設(shè)計(jì)了一種雙層抗反射層結(jié)構(gòu)及三種 PIN型硅基光電探測(cè)器。其中，抗反射層的抗反射效果在近紅外波段能達(dá)到90％左右。三種光電探測(cè)器各有優(yōu)勢(shì)，其

3、工作波長(zhǎng)基本都位于800nm至900nm波段，在偏置電壓為0.7V，外延濃度為1×1014cm-3以及外延厚度為8um的情況下，光電探測(cè)器的響應(yīng)度峰值為0.45A/W至0.58A/W，-3db帶寬為30M-2GHz，反向暗電流為1×10-10A/um，反向擊穿電壓為35V。其基本具備了高響應(yīng)度、高帶寬和低暗電流的優(yōu)點(diǎn)。此外，文中還具體闡述了OEIC制作的工藝流程。
　　本文還提出了一種由前置跨阻放大器和后置電壓放大器構(gòu)成的 OEI