[实用新型]带平面螺旋电感的CMOS硅光电探测器

说明书

技术领域

本实用新型属于光通信系统及光互连领域，涉及一种CMOS硅光电探测器。

背景技术

光接收机通常由光电探测器和前置放大器组成，如果将光电探测器和前置放大器制作在同一个芯片上，则称为光电集成接收机。现有的实用高速(数百兆到数吉)光接收机均为混合集成，即将高速化合物光电探测器与硅接收机专用IC之间用金属线键合(WIRE BONDING)而成，成本昂贵。若能实现与标准CMOS工艺完全兼容的实用光电集成接收机，则可提高光接收机的整体性能，减小芯片面积减小，降低接收模块的器件成本和封装成本，并且可靠性好，与光纤耦合更容易，易于工业化，从而可替代现有的价格高昂的混合集成高速光电集成接收机。但目前已报道的与标准CMOS工艺兼容的高速光电集成接收机还不能满足实用要求，无法同时达到实用的灵敏度和速度要求，因而还没有进入实用阶段。

发明人之前申请的申请号为200510015149.8和200310101069.5两个发明专利，公开了一种带前均衡电路的CMOS光电集成接收机，以及一种与CMOS工艺兼容的硅光电探测器及制作方法。本实用新型提出的带平面螺旋电感的CMOS硅光电探测器，可用于该CMOS光电集成接收机。

实用新型内容

为提高现有的与标准CMOS工艺全兼容的光电集成接收机速度，本实用新型提出了一种可应用于CMOS光电集成接收机的CMOS硅光电探测器，以补偿光接收机电路的带宽，从而提高光接收机的速度。

为此，本实用新型采用如下的技术方案：

一种带平面螺旋电感的CMOS硅光电探测器，包括：

一个P型衬底；

一个制作在P型衬底上的N阱以及N阱接触区；

一个制作在N阱周围的p+保护环；一个制作在N阱上的引出电极，为CMOS硅光电探测器的负极；

一个制作在N阱中的螺旋状p+注入区以及制作在螺旋状p+注入区中的接触区；

一个制作在螺旋状p+注入区上并成为平面螺旋电感的螺旋状金属引出电极，为CMOS硅光电探测器的正极。

与现有主流CMOS硅光电探测器相比，本实用新型具有如下突出的优点：通过螺旋状p+注入区的螺旋状引出电极制作出一个平面螺旋电感，该平面螺旋电感也是引出光电探测器的正极所必需的。利用该平面螺旋电感与硅光电探测器的本征电容、光接收电路的输入电阻和输入电容形成一个π型串联谐振网络(前均衡电路)，从而大大提高光接收机的带宽，进而可实现高速、高灵敏度的CMOS光电集成接收机。

附图说明

图1是本实用新型的带平面螺旋电感的CMOS硅光电探测器的俯视图；

图2是本实用新型的带平面螺旋电感的CMOS硅光电探测器的剖面结构图；

图3是集成了本实用新型的带平面螺旋电感的CMOS硅光电探测器的前置放大器电路原理图。

具体实施方式

本实用新型提出了一种带平面螺旋电感的CMOS硅光电探测器。该CMOS硅光电探测器将其引出电极做成螺旋状，形成一个平面螺旋电感，并运用该平面螺旋电感与光电探测器的本征电容(结电容)、光接收电路的输入电容和输入电阻构成π型串联谐振网络，从而可大幅提高接收机电路的带宽。

图1和图2分别是带平面螺旋电感的CMOS硅光电探测器的俯视图和剖面结构图；图3是集成带平面螺旋电感的CMOS硅光电探测器的前置放大器电路。下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细阐述：

图1和图2所示的带平面螺旋电感的硅光电探测器的制作工艺流程如下：

首先，在P型硅衬底1上制作出N阱区2，作为硅光电探测器的负极区；然后，在N阱区2中制作螺旋状p+注入区5，作为硅光电探测器的正极区；并同时在N阱区2的周围制作出p+保护环3。接着，制备出N阱区2中的N+接触区4。最后，制作出带平面螺旋电感的CMOS硅光电探测器的各个电极，其中，螺旋状p+注入区5上引出的电极8为硅光电探测器的正极，N阱2中N+注入区4引出的电极9为硅光电探测器的负极，p+保护环3上引出电极10。制作完各电极后，腐蚀掉N阱2上面的SiO₂层和钝化层7。