基于CMOS技術(shù)設(shè)計智能探測器研究
在實(shí)踐上,我們根據(jù)圖2、圖3所示的原理,使用開關(guān)電容技術(shù)實(shí)現(xiàn)了低噪聲、高讀出速度的智能探測器電路設(shè)計。由于篇幅所限,具體電路結(jié)構(gòu)本文不再贅述。具體的測試結(jié)果見本文第5部分。本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/194329.htm
4 工藝設(shè)計
本電路采用1μm準(zhǔn)雙阱硅柵CMOS工藝制造,探測器部分基本結(jié)構(gòu)如圖4所示。我們力求在標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的基礎(chǔ)上做少量修改,保證在不影響正常工藝步驟的情況下,加入少量幾個工藝步驟,在同一芯片上,制備出高性能光電二極管。與常規(guī)CMOS工藝相比,主要有如下特殊之處:
(1)P阱版
在電路區(qū),與常規(guī)的P阱版沒有差異。對光電二極管,本次P阱注入形成保護(hù)環(huán)和接觸區(qū)。
(2)N阱版
在標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝中,不必進(jìn)行這次光刻,只要對整個硅片進(jìn)行大面積注入即可。但是,對于智能探測器工藝,由于存在光電二極管區(qū),因此不能進(jìn)行這樣處理。我們在P阱注入后再加入一塊N阱版,擋住光電二極管區(qū),只對電路區(qū)進(jìn)行注入,這樣,就達(dá)到了分別優(yōu)化的目的。
(3)P阱場注和有源區(qū)注入
這次光刻是利用常規(guī)CMOS工藝的P阱場注形成光電二極管的有源區(qū)注入,該步驟有待于優(yōu)化。
(4)P+注入
如圖4所示,本次注入在形成電路的P+區(qū)的同時,還對光電二極管的接觸區(qū)進(jìn)行了P+注入,以形成良好的接觸。
(5)孔版
常規(guī)CMOS工藝一次即可刻出接觸孔,但對光電二極管,不但要刻接觸孔,而且還要刻掉光電二極管光敏面上的LPCVD層,因此,如3.1節(jié)所述,我們使用“孔版”和“孔和有源區(qū)版”來達(dá)到此目的。第一次光刻接觸孔和光電二極管的有源區(qū),腐蝕掉LPCVD層,第二次光刻所有的接觸孔,腐蝕掉氮化硅層和二氧化硅層。
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