一种高带宽CMOS APD器件制造技术

本发明专利技术请求保护一种高带宽CMOS APD器件，常规的CMOS APD结构未考虑除耗尽层以外的带宽改善方法，其仅考虑缩小耗尽层横纵宽度来减少少数载流子渡越时间。为进一步提高CMOS APD的带宽，故通过调节电极距离光照区N+层的边界的长度L和电极面积来提高，其还包括在雪崩倍增的情况下，对于P+/N阱型CMOS APD，通过调节在N+上的阴极电极距边界距离L和电极尺寸分别减少空穴横向载流子渡越距离进而提高载流子渡越时间；对于P+/N阱型CMOS APD，通过调节在P+上的阳极电极距边界距离L和电极尺寸分别减少空穴横向电子载流子渡越距离进而提高载流子渡越时间提高带宽。该改进技术从电极距离以及电极面积尺寸两方面进行改进，降低载流子，提高其带宽。

A high bandwidth CMOS APD device

【技术实现步骤摘要】
一种高带宽CMOSAPD器件
本专利技术属于可见光探测
，尤其涉及到一种高带宽CMOSAPD器件。
技术介绍
雪崩光电二极管(AvalanchePhotodiode)是一种光电探测器，能够实现高灵敏度和高带宽。它具有通过利用雪崩击穿使耗尽层中的光信号吸收因此产生倍增的电子、空穴。CMOSAPD的基本设计技术类似于普通PN结的基本设计技术，但在设计过程中采用新的设计技术，可有效提高器件的工作带宽。工作在线性区的CMOSAPD以其低电压、低成本的特点被广泛运用于物联网、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)和蓝光光盘中。CMOSAPD的器件设计技术，可以按其PN的类型分为两大类。一种是电子注入型CMOSAPD设计技术，也就是将N+层作为光照面，其下方的P阱中的光生电子载流子向其漂移，这种类型的CMOSAPD器件的带宽普遍较高。另一种是空穴注入型CMOSAPD设计技术，这种设计技术的特点是P+层作为光照面，其下方的N阱中的光生空穴载流子向其漂移，但其光生空穴载流子的漂移速度低于光生电子载流子的漂移速度。对于上述两种CM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高带宽CMOS APD器件，包括一P衬底，所述P衬底上设置有PN结，所述PN结由重掺杂的P+层与轻掺杂的N阱组成，P+层与N阱的连接处为雪崩区，所述N阱上还设置有N+阴极，P+层上设置有阳极，光源照射于阳极上，雪崩区上方是P+层的阳极处，所述PN结两侧注入STI环，其特征在于，P+/N阱为两个，分别设置于CMOS APD的P衬底上，相应的也有两个光照区域，阳极电极、阴极电极也为两个，阳极设置在靠近P+层边沿处，所述阳极根据距离公式设置于P+层上，距离公式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种高带宽CMOSAPD器件，包括一P衬底，所述P衬底上设置有PN结，所述PN结由重掺杂的P+层与轻掺杂的N阱组成，P+层与N阱的连接处为雪崩区，所述N阱上还设置有N+阴极，P+层上设置有阳极，光源照射于阳极上，雪崩区上方是P+层的阳极处，所述PN结两侧注入STI环，其特征在于，P+/N阱为两个，分别设置于CMOSAPD的P衬底上，相应的也有两个光照区域，阳极电极、阴极电极也为两个，阳极设置在靠近P+层边沿处，所述阳极根据距离公式设置于P+层上，距离公式为：









式(1)中的Jnwell、φ0、e、LP、α、l、m、n分别表示nwell中的电流密度、PN结横截面积、电子电量、电子最大扩散距离、光吸收率以及表面至耗尽层边缘距离，而式(2)τP、f3dB、λ850分别表示P+层中的载流子寿命、3dB带宽、850nm光波长；
通过公式推算可知，从计算n+电流的公式(1)求得公式(2)，其中公式(2)中λ是波长，因此为1.11；DP是电子迁移率，其值为150cm2V-1s-1；Ly是N+层的纵向尺寸，其值为0.3；LP是空穴的扩散距离，其值为5μm，其中L是N+层横向距离以及电极距离光照区Nwell的边...

【专利技术属性】
技术研发人员：王巍，曾虹谙，毛鼎昌，周怡，王方，王冠宇，冯世娟，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50