發(fā)布時(shí)間：2018-03-05 23:21

  本文選題：單光子雪崩二極管　切入點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn).μm　出處：《光子學(xué)報(bào)》2017年08期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：基于0.18μm CMOS工藝技術(shù),制作了單光子雪崩二極管,可對650~950nm波段的微弱光進(jìn)行有效探測.該器件采用P~+/N阱結(jié)構(gòu),P~+層深度較深,以提高對長光波的光子探測效率與響應(yīng)度;采用低摻雜深N阱增大耗盡層厚度,可以提高探測靈敏度;深N阱與襯底形成的PN結(jié)可有效隔離襯底,降低襯底噪聲;采用P阱保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)以預(yù)防過早邊緣擊穿現(xiàn)象.通過理論分析確定器件的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)及工藝參數(shù),并對器件性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,單光子雪崩二極管的窗口直徑為10μm,器件的反向擊穿電壓為18.4V左右.用光強(qiáng)為0.001 W/cm~2的光照射,650nm處達(dá)到0.495A/W的響應(yīng)度峰值;在2V的過偏壓下,650~950nm波段范圍內(nèi)光子探測效率均高于30%,隨著反向偏壓的適當(dāng)增大,探測效率有所提升.
[Abstract]:Based on the 0.18 渭 m CMOS technology, a single photon avalanche diode is fabricated, which can effectively detect the weak light at 650 ~ 950nm. The P- / N well structure is used in this device to improve the photon detection efficiency and responsivity. The detection sensitivity can be improved by increasing the thickness of depleted layer with low doped deep N well, and the PN junction formed between deep N well and substrate can effectively isolate the substrate and reduce the substrate noise. The P well protection ring structure is adopted to prevent premature edge breakdown. The basic structure parameters and process parameters of the device are determined by theoretical analysis, and the performance of the device is optimized. The experimental results show that, The window diameter of single photon avalanche diode is 10 渭 m, the reverse breakdown voltage of the device is about 18.4 V, and the responsivity of 0.495AW / W is reached at 650 nm when the light intensity is 0.001 W / cm ~ (2). The photon detection efficiency is higher than 30 in the range of 650 ~ 950nm at 2V overbias, and the detection efficiency is improved with the appropriate increase of the reverse bias voltage.
【作者單位】： 重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院/國際半導(dǎo)體學(xué)院;中科院微電子所十室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(No.61404019)資助~~
【分類號】：TN312.7

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本文編號：1572341