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研究生: 林威成
Lin, Wei-Cheng
論文名稱: 標準SiGe BiCMOS製程中光偵測器結構之研究
Study of the Photodetector Structures in Standard SiGe BiCMOS Technology
指導教授: 徐永珍
Hsu, Yung-Jane
口試委員: 蔡哲正
江雨龍
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電子工程研究所
Institute of Electronics Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 58
中文關鍵詞: 光偵測器
外文關鍵詞: SiGe BiCMOS
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  • 本論文利用SiGe 異質接面的材料特性,實現一高光響應度之光偵測器(Photodetector,PD),並利用不同結構來達到光響度度峰值的偏移。同時利用光電晶體放大特性,將原有接收到的光電流作訊號的放大。設計過程中,考量可運用之感光面積,在有限的設計規則檢查(Design rule check,DRC)之下,達到最佳的利用。
    利用淺層之光偵測器結構有效達到光響應度峰值之偏移, 而深層之光偵測器配合光電晶體的放大,有效將光響應度整個抬升,使得整體光響應度絕對值比一般結構之光偵測器要來的高。面積小且高光響應度之光偵測器, 適用於影像感測器等考量面積因素之應用上。


    High photoresponsivity photodetectors (PD) are implemented in standard SiGe BiCMOS technology in this work. Different PD structures are attempted to achieve peak shift of responsivity. Phototransistors that can amplify photo current are also investigated. The challenge in the design process, lies on optimizing the sensing area under the DRC limitation of the standard technology.
    Each phtodetector fabricated in TSMC 0.35um SiGe BiCMOS technology has an area of 30um x 30um.
    PD structures with shallow junctions are attempted to achieve blue-shift of responsivity peak. By using the current amplification capability, phototransistors with deep junctions achieve good photoresponsivity higher than that of normal PD structures. These photodetectors have small area and high photoresponsivity and can be applied to image sensor applications.

    第一章 緒論 1.1 研究動機與目的 1.2 論文章節架構 第二章 矽鍺異質接面材料特性及製程 2.1 SiGe材料的優缺點 2.2 SiGe晶格常數與成長厚度 2.3 SiGe能帶結構 第三章 光偵測器原理與特性 3.1 光吸收原理 3.2.1 半導體材料感光原理 3.2.2 光偵測器原理 3.3 光偵射器特性 3.4 各種半導體光偵測器 第四章 光偵測器結構與元件特性 4.1 空乏區吸收層之評估 4.2 設計規則檢查之考量 4.3 結構之擴散長度探討 4.4 光偵測器之暗電流與光電流評估 4.5 歐姆接觸 第五章 元件量測與分析 5.1.1 量測方式與系統 5.1.2 使用儀器介紹 5.1.3 量測環境 5.1.4 量測項目 5.1.5 光點大小與光源光譜量測 5.2 元件量測結果 第六章 總結與後續建議 6.1 結論 6.2 後續研究改進之建議 參考文獻

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