【摘要】：設(shè)計了一種基于0.18μm CMOS工藝的高響應(yīng)度雪崩光電二極管(APD)。該APD采用標(biāo)準(zhǔn)0.18μm CMOS工藝,設(shè)計了兩個P+/N阱型pn節(jié),形成兩個雪崩區(qū)以產(chǎn)生雪崩倍增電流。雪崩區(qū)兩側(cè)使用STI(淺溝道隔離)結(jié)構(gòu)形成保護(hù)環(huán),有效地抑制了APD的邊緣擊穿;并且新增加一個深N阱結(jié)構(gòu),使載流子在擴(kuò)散到襯底之前被大量吸收,屏蔽了襯底吸收載流子產(chǎn)生的噪聲,用以提高器件的響應(yīng)度。通過理論分析,確定本文所設(shè)計的CMOS-APD器件光窗口面積為10μm×10μm,并得到了器件其他的結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)。仿真結(jié)果表明:APD工作在480 nm波長的光照時,量子效率達(dá)到最高90%以上。在加反向偏壓-15 V時,雪崩增益為72,此時響應(yīng)度可達(dá)到2.96 A/W,3 d B帶寬為4.8 GHz。
[Abstract]:A high responsivity avalanche photodiode (APD). Based on 0.18 渭 m CMOS process is designed. Using standard 0.18 渭 m CMOS process, two P / N well pn knots were designed to form two avalanche regions to generate avalanche doubling currents. STI (shallow Channel isolation) structure is used to form a protective ring on both sides of avalanche area, which effectively inhibits the edge breakdown of APD. A new deep N well structure is added, which absorbs the carriers before diffusion to the substrate, which shields the noise generated by the carriers in order to improve the responsivity of the devices. Through theoretical analysis, the optical window area of the CMOS-APD device designed in this paper is determined to be 10 渭 m 脳 10 渭 m, and other structure and process parameters of the device are obtained. The simulation results show that the quantum efficiency of APD is over 90% when it is illuminated at 480 nm wavelength. At -15 V reverse bias, the avalanche gain is 72, and the responsivity reaches 2.96 A / W / W 3 dB bandwidth of 4.8 GHz..
【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;
【分類號】：TN312.7

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本文編號：2321008