一種利用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的旨在消除緩慢載流子擴(kuò)散對(duì)探測(cè)器頻率響應(yīng)產(chǎn)生影響的空間調(diào)制光電探測(cè)器（Spatially-Modulated-Light Detector）結(jié)構(gòu)被提出[57]，如圖1（a）所示。由N+擴(kuò)散和N阱形成六個(gè)叉指探測(cè)區(qū)域，N+擴(kuò)散是為了減小接觸電阻，3.5 gm厚的輕摻雜N阱作為吸收層，輕摻雜是為了增大耗盡層寬度同時(shí)使寄生電容減小。六個(gè)叉指探測(cè)區(qū)域中的三個(gè)被金屬層覆蓋以阻擋入射光，這三個(gè)叉指用金屬連在一起作為“慢”探測(cè)器（Deferred Detector），剩下的三個(gè)也用金屬連在一起作為“快”探測(cè)器（Immediate Detector）。整個(gè)探測(cè)器面積為70 gm×70 gm，當(dāng)入射光照射到探測(cè)器表面時(shí)，“慢”探測(cè)器的表面由于被金屬層覆蓋而使光不能透射，入射光只在“快”探測(cè)器區(qū)域被吸收產(chǎn)生光生載流子，即載流子的分布被“慢”探測(cè)器表面覆蓋金屬“調(diào)制”了，如圖1（b）所示。設(shè)在宀勾時(shí)刻一束持續(xù)時(shí)間很短的脈沖光入射到探測(cè)器表面，這時(shí)“快”探測(cè)器區(qū)域產(chǎn)生了許多光生載流子，而“慢”探測(cè)器區(qū)域并無載流子分布。這些光生載流子可以分為兩部分，一部分為在耗盡區(qū)內(nèi)，另一部分在耗盡區(qū)外。耗盡區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的載流子耗盡區(qū)電場(chǎng)作用下快速漂移到“快”探測(cè)器電極，而耗盡區(qū)外產(chǎn)生的載流子一部分向“快”探測(cè)器區(qū)域擴(kuò)散，另一部分則向“慢”探測(cè)器區(qū)域擴(kuò)散。經(jīng)過一小段時(shí)間后在t=t1時(shí)刻，“慢”探測(cè)器區(qū)域也會(huì)有擴(kuò)散進(jìn)來的載流子，同時(shí)“快”探測(cè)器區(qū)域的載流子由于擴(kuò)散和漂移使載流子數(shù)目減少。隨著擴(kuò)散的繼續(xù)，“快”探測(cè)器區(qū)域的載流子逐漸減少，“J漫”探測(cè)器區(qū)域載流子逐漸增加。在t=t3免時(shí)刻兩個(gè)區(qū)域的載流子數(shù)目接近相同，由于快、慢兩個(gè)區(qū)域的載流子分布相同故這時(shí)候載流子已經(jīng)不再被調(diào)制了，定義Δt=t3-tO為載流子調(diào)制時(shí)間。此后兩個(gè)區(qū)域的載流子或者由于復(fù)合而消失，或者由于擴(kuò)散到耗盡區(qū)邊界而在耗盡區(qū)電場(chǎng)作用下向外電極漂移，從而分別被兩個(gè)探測(cè)器探測(cè)到。因此在t=t4時(shí)刻兩個(gè)區(qū)域的載流子數(shù)目都較小，如圖1（c）所示。

　　圖1 SML光電探測(cè)器

　　通過以上對(duì)載流子分布的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)“快”探測(cè)器收集到的載流子既含有漂移成分又含有擴(kuò)散成分，“慢”探測(cè)器收集到的載流子只含有擴(kuò)散成分。如果我們將“快”探測(cè)器產(chǎn)生的光電流減去“慢”探測(cè)器產(chǎn)生的光電流，那么就能消除擴(kuò)散成分所帶來的不利影響，消除因擴(kuò)散成分產(chǎn)生的響應(yīng)電流的“拖尾”現(xiàn)象，從而提高速度。這樣相減的前提是由于探測(cè)器的pn區(qū)很厚（12 um），載流子的調(diào)制時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于載流子從產(chǎn)生到消失的時(shí)間，也即只有入射光照射后很短一段時(shí)間內(nèi)載流子分布才是被調(diào)制的。在載流子消失以前，這些載流子早己在兩個(gè)快、慢區(qū)域濃度梯度分布均勻了。從兔時(shí)刻到載流子消失這段長(zhǎng)時(shí)間里，兩個(gè)區(qū)域的載流子運(yùn)動(dòng)過程是類似的，都需要通過漫長(zhǎng)的擴(kuò)散才能到達(dá)外電極產(chǎn)生光電流。由此兩個(gè)探測(cè)器電流，相減得到的有效探測(cè)電流消除了在毛時(shí)刻以后漫長(zhǎng)的載流子擴(kuò)散時(shí)間，對(duì)探測(cè)器速度造成的影響。

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