硅基叉指狀紫外光電探測器的建模與設(shè)計(jì).pdf

1、目前，市場上的紫外探測系統(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功能，從而造成整個光電探測系統(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)），即單塊芯片將探測器件和信號處理電路以及讀出電路集成，成為市場的需求所在。目前國內(nèi)還沒有 CMOS工藝下單芯片集成的紫外探測器系統(tǒng)，而研究出高性能的硅基

2、紫外探測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器是一種高性能紫外光電探測器，同時又是采用標(biāo)準(zhǔn)硅工藝制造，能夠單芯片集成紫外探測系統(tǒng)。在解決傳統(tǒng)紫外探測器靈敏度低、集成度低、體積龐大、功耗高等缺點(diǎn)的同時，能與后續(xù)的信號讀出與處理電路實(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，通過理論知識的學(xué)習(xí)，了解原理和結(jié)構(gòu)的特征，使用 TCAD器件仿真對其光學(xué)特性和電學(xué)特性進(jìn)行深入研究。
　

3、　其次，通過仿真優(yōu)化了原來的器件結(jié)構(gòu)，提出了基于硅基研究高響應(yīng)靈敏度的紫外探測器新結(jié)構(gòu)和新器件，并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了TCAD仿真。通過仿真表明：改進(jìn)后的叉指狀紫外探測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器的目標(biāo)。
　　最后，通過仿真確定了最終的流片結(jié)構(gòu)，基于0.18μm CMOS工藝平臺對本文設(shè)計(jì)的叉指狀紫外探測器進(jìn)行了版圖繪制和流片，并對最終的芯片進(jìn)行了測試。本文對器件進(jìn)行了詳細(xì)測試，并