本文關(guān)鍵詞：硅基叉指狀紫外光電探測(cè)器的建模與設(shè)計(jì)

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【摘要】：目前,市場(chǎng)上的紫外探測(cè)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(diǎn),光電探測(cè)系統(tǒng)電路由感光器件、放大電路、讀出電路等共同實(shí)現(xiàn),需要至少三塊芯片組合才能完成整個(gè)功能,從而造成整個(gè)光電探測(cè)系統(tǒng)的龐大和復(fù)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(cè)器件和信號(hào)處理電路以及讀出電路集成,成為市場(chǎng)的需求所在。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有CMOS工藝下單芯片集成的紫外探測(cè)器系統(tǒng),而研究出高性能的硅基紫外探測(cè)器成為單芯片集成最基本也是最重要的一步。本文設(shè)計(jì)的硅基叉指狀紫外光電探測(cè)器是一種高性能紫外光電探測(cè)器,同時(shí)又是采用標(biāo)準(zhǔn)硅工藝制造,能夠單芯片集成紫外探測(cè)系統(tǒng)。在解決傳統(tǒng)紫外探測(cè)器靈敏度低、集成度低、體積龐大、功耗高等缺點(diǎn)的同時(shí),能與后續(xù)的信號(hào)讀出與處理電路實(shí)現(xiàn)單芯片集成。首先,根據(jù)典型紫外光電二極管結(jié)構(gòu)入手,通過(guò)理論知識(shí)的學(xué)習(xí),了解原理和結(jié)構(gòu)的特征,使用TCAD器件仿真對(duì)其光學(xué)特性和電學(xué)特性進(jìn)行深入研究。其次,通過(guò)仿真優(yōu)化了原來(lái)的器件結(jié)構(gòu),提出了基于硅基研究高響應(yīng)靈敏度的紫外探測(cè)器新結(jié)構(gòu)和新器件,并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了TCAD仿真。通過(guò)仿真表明:改進(jìn)后的叉指狀紫外探測(cè)器有更好的紫外選擇性,更低的暗電流和擊穿電壓。從而實(shí)現(xiàn)了本文設(shè)計(jì)出高性能的紫外探測(cè)器的目標(biāo)。最后,通過(guò)仿真確定了最終的流片結(jié)構(gòu),基于0.18μm CMOS工藝平臺(tái)對(duì)本文設(shè)計(jì)的叉指狀紫外探測(cè)器進(jìn)行了版圖繪制和流片,并對(duì)最終的芯片進(jìn)行了測(cè)試。本文對(duì)器件進(jìn)行了詳細(xì)測(cè)試,并進(jìn)行了對(duì)比分析。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN23
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本文編號(hào)：1157237