单片集成式高响应光电探测器件设计
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作者:
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1.重庆光电技术研究所;2.集成电路与微系统全国重点实验室

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国家自然科学基金项目(12305311);重庆市自然科学基金项目(2024NSCQ-MSX4344)


Design of a Monolithic Integrated High-response Photodetection Device
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Affiliation:

Chongqing Optoelectronics Research Institute

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    摘要:

    针对光电探测单元与标准工艺兼容、单片集成与工艺技术融合难度大等问题,本文基于互补双极标准工艺设计了单片集成式高响应光电探测器件,采用光电探测器和信号处理电路单片集成方案,开展高响应光电探测单元和低延迟高速率信号处理电路的设计与仿真,实现了器件的单片集成、工艺技术融合和高响应光电探测。测试结果表明:光电响应特性和信号处理功能正常,实现了高响应(峰值响应达到0.462A/W)、快数据输出速率(最大达12Mbd)、低传输延迟(小于41.8ns)、低输出逻辑电平(0.15V)、低输出漏电(小于1.5uA)等光电探测要求。本文所设计器件的整体技术性能优异,可满足小型化、高集成、低成本的光电探测系统应用要求。

    Abstract:

    Aiming at the problems of compatibility of photodetection unit with standard process and difficulty in combining monolithic integration with process technology, a monolithic integrated high-response photodetection device based on complementary bipolar standard process is proposed in this paper. The monolithic integration scheme of photodetector accompanied with signal processing circuit is adopted to carry out the design and simulation of high-response photodetection unit and low-latency, high-rate signal processing unit, realizing the monolithic integration of the device, process technology merging and high-response photodetection. Test results show that the photoelectric response characteristics and signal processing functions are normal, and the required photoelectric detection parameters such as high response (peak response reaching 0.462A/W) , fast data output rate (maximum up to 12Mbd), low transmission delay (less than 41.8ns), low output logic level (0.15V), and low output leakage (less than 1.5uA) are achieved. The overall technical performance of the device proposed in the paper is excellent, which can meet the application requirements of miniaturized, highly integrated and low-cost photodetecion system.

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  • 收稿日期:2024-10-13
  • 最后修改日期:2024-10-16
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