集成光電探測器彩色傳感器

出處：awey 發(fā)布于：2008-12-01 14:36:46

　　圖1給出了一種基于透射深度相關的強波長全硅彩色傳感器結構陽。彩色傳感器與所必需的電信號處理電路以雙極工藝集成在一起。

　　P+-N型光電二極管采用在電阻率p＝6Ω·cm的N型外延層上注入硼形成。光電二極管的P＋陽極被輕摻雜的P型擴散保護環(huán)包圍，其作用是提高P+-N結的反向擊穿電壓。對于彩色傳感器來說，應用時需要在兩個結構完全相同的光電二極管上分別加上不同的反向偏壓。以使得它們的空間電荷區(qū)寬度有所差異，如圖1所示中的d1和d2。彩色傳感器的具體工作機理相當復雜。我們假設硅對藍色光的吸收深度小于d1，這樣，當入射光功率相同時，兩個探測器產生的光電流也將是完全一樣的。而對于波長較長紅光來說，其吸收深度要大于藍光，我們假設其吸收深度大于dg，即有部分入射深度大于dy的光對光電流的產生不起作用，這樣，空間電荷區(qū)較寬的探測器產生的光電流也較大。通過變化探測器的反向偏壓，就可以實現調節(jié)吸收波長下限的目的，這樣就可以確定吸收單色光的波長了。實際應用中，對光電流及它們之差與探測器反向掃描電壓之間關系的分析都是通過雙極型的電子電路來實現的。這種OEIC提供了一個與入射光功率分布的平均值成正比的電壓值，此部分入射光是限制在光譜的電可調節(jié)部分的^［42］。還需要提到的是，在這種彩色傳感器中，載流子壽命和擴散長度不可能太大。在空間電荷區(qū)深度餳之下的N型外延層部分產生的光生載流子向耗盡區(qū)的擴散將會被阻止，因為P型襯底和N型外延層之間反偏的pn結會將這些載流子全部收集。