MSRF CMOS工艺兼容的光电探测器.pdf

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第 26 卷  第 10 期 半  导  体  学  报 Vol . 26  No . 10 2005 年 10 月 C H IN ESE J OU RNAL O F SEM ICONDU C TOR S Oct . ,2005 MS/ RF CMOS 工艺兼容的光电探测器 1 1 2 2 2 1 黄家乐  毛陆虹  陈弘达  高  鹏  刘金彬  雷晓荃 ( 1 天津大学电子与信息工程学院 , 天津  300072) (2 中国科学院半导体研究所 集成光电子学国家重点实验室 , 北京  100083) 摘要 : 为实现光纤通信系统中的单片光电集成 ,采用工业标准工艺设计了硅基光电探测器 ,讨论了光电探测器的 μ 机理 ,提出了五种新的探测器结构 ,并采用 TSMC 0 18 m M S/ RF CMO S 工艺进行了流片. 利用半导体测试仪对 芯片进行了测试 ,包括探测器的暗电流 、响应度和结电容 ,并分析了深 n 阱、浅沟槽隔离等工艺步骤对探测器参数 的影响. 结果表明 ,利用标准 M S/ RF CMO S 工艺实现的光电探测器具有良好的特性. 关键词 : 单片集成 ; M S/ RF CMO S 工艺 ; 硅光电探测器 ; 暗电流 ; 响应度 ; 结电容 EEACC : 4250 ; 2560B 中图分类号 : TN2 15    文献标识码 : A    文章编号 : 02534 177 (2005) 工作速度高而灵敏度低的原因是硅的吸收深度约为 μ μ 1  引言 14 m ,最好需要深度为几 m 的耗尽区. 而在亚微 μ 米 CMO S 工艺中 ,阱的深度只有零点几 m ,源漏结 新型半导体材料和高速光电探测器件 、电路以 更浅 ,浅阱使得响应度极低 ,而且衬底噪声不易消 及工艺技术和光纤通信系统的迅速发展 ,为现代化 除 ,通过衬底的耦合 ,造成暗电流较大 ,从而灵敏度 [3 ] μ 光纤网络奠定了基础. 在光纤通信系统中 ,单片光电 降低. Zimmer mann 等人 使用用户定制 的 1 m ( ) 集成 O EIC 是实现高速光通信的根本出路. 使用单 CMO S 工艺做出 1 G bit/ s 速率的光接收机 ,采用纵 片集成的主要 目的是提高系统速度 , 因为它最大限 向pin 光电二极管 , 响应度做到 048A/ W ,光接收 度地消除了由封装和互连线等引起的寄生参量的影

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