專利名稱：Cmos集成光接收器帶寬擴(kuò)展技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于CMOS集成光接收器帶寬擴(kuò)展技術(shù)，屬于大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光接收器是光通訊中將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置。一般由光電探測(cè)器 PD和跨阻放大器所組成，見(jiàn)

圖1。光電探測(cè)器可由光電二極管接反向偏壓實(shí)現(xiàn)。光電二極管通?；贕aAs和InGaAs等化合物半導(dǎo)體，這類光電二極管對(duì)紅外波長(zhǎng)(850nm，1310nm 和1550nm)有優(yōu)異的響應(yīng)，廣泛用于電信網(wǎng)絡(luò)?；赟i半導(dǎo)體的光電二極管可用于可見(jiàn)光 (400nm-700nm)波段，適用于塑料光纖(POF)和無(wú)線可見(jiàn)光通訊(VLC)。其優(yōu)點(diǎn)是成本低， 并可以在普通CMOS工藝上實(shí)現(xiàn)，從而與跨阻放大器(TIA)集成為一顆芯片。CMOS集成光接收器把光電二極管PD和跨阻放大器TIA集成在同一 CMOS芯片襯底上。省去了芯片之間的綁線(Bonding Wire)和封裝，從而降低了成本，并提高了可靠性。見(jiàn)圖2。但集成的光電二極管PD由于CMOS襯底中的參雜，使其寄生電容增加，帶寬減小，限制了其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有CMOS光電二極管的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種帶寬擴(kuò)展技術(shù)。如圖3 所示，即利用在PD和TIA輸入中加入適當(dāng)片上電感，來(lái)抵消了寄生電容的影響，使得集成光接收器的帶寬得以增強(qiáng)。加入的電感有效利用了 PD周邊的面積，對(duì)芯片總面積的影響可降為最低。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如圖4所示。圖4上半部顯示了芯片的鳥瞰圖，下半部為拋面圖。光電二極管的PN結(jié)由擴(kuò)散層η+和p-sub襯底構(gòu)成。N well可置于η+和p_sub 之間，增加對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)的吸收。片上電感采用頂層金屬平面結(jié)構(gòu)，對(duì)于GHz帶寬應(yīng)用，片上電感值約5-lOnH，其大小符合光電二極管的采光空間。因此可以環(huán)繞光電二極管PD的采光空間，這樣可以減少占用的芯片面積。CMOS跨阻放大器TIA采用NMOS和PMOS及片上電阻組合而成，部分電感同時(shí)可作為PD和TIA之間的聯(lián)線。最后，以上結(jié)構(gòu)的仿真模型可用SPICE建立。通過(guò)訪真，可以得到所需電感的精確值。圖5是仿真結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種CMOS集成光接收器帶寬擴(kuò)展技術(shù)，其特征是使用即利用在光電二極管PD和跨阻放大器TIA輸入之間加入適當(dāng)片上電感，來(lái)抵消了寄生電容的影響，使得集成光接收器的帶寬得以增強(qiáng)。并采用加入的電感環(huán)繞PD的結(jié)構(gòu)，有效利用了 PD周邊的面積，對(duì)芯片總面積的影響可降為最低。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS集成光接收器帶寬擴(kuò)展技術(shù)，其特征是使用適當(dāng)片上電感，來(lái)抵消了寄生電容的影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS集成光接收器帶寬擴(kuò)展技術(shù)，其特征是使用片上電感環(huán)繞PD的結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS集成光接收器帶寬擴(kuò)展技術(shù)，其特征是光電二極管PD 和跨阻放大器TIA及電感共置于同一 CMOS襯底之上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS集成光接收器帶寬擴(kuò)展技術(shù)，部分片上電感同時(shí)可作為 PD和TIA之間的聯(lián)線。
全文摘要
集成光接收器把光電二極管PD和跨阻放大器TIA集成在同一CMOS芯片襯底上。省去了芯片之間的綁線(Bonding Wire)。集成的光電二極管PD由于CMOS襯底中的參雜，使其寄生電容增加，帶寬減小。本發(fā)明利用在PD和TIA輸入中加入適當(dāng)片上電感，從而抵消了寄生電容的影響，使得集成光接收器的帶寬得以增強(qiáng)。加入的電感有效利用了PD周邊的面積，對(duì)芯片總面積的影響可降為最低。
文檔編號(hào)H01L27/144GK102544030SQ201010590919
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者蔡毅軍 申請(qǐng)人:無(wú)錫凌瑞微電子有限公司