摘要：A novel superimposed photodetector （PD） is put forward. The photodetector can obtain a couple Of differential photocur- rent signals from one input optical signal. The light injection efficiency and the vertical work distance of this ***- tector are much higher than those of the others. The superimposed photodetctor is designed based on the standard 0.18 p.m CMOS process. The responsivity, bandwidth and transient response of the photodetector are simulated by a commercial simulation software of ATLAS. The responsivities of two obtained photocurrent signals are 0.035 A/W and 0.034 A/W, while the bandwidths are 3.8 GHz and 5.2 GHz, respectively. A full differential optical receiver which uses the superim- posed photodetector as input is simulated. The frequency response and 4 Gbit/s eye diagram of the optical receiver are also obtained. The results show that the two output signals can be used as the differential signal.

摘要：采用联华电子公司(UMC)0.18μm标准CMOS工艺设计并制备了多晶硅PIN-LED,测试结果表明,i区宽为10μm器件的正向导通电压为1.5V,反向击穿电压为8.8V;当其工作在正向载流子注入模式时发射950～1 250nm波段的红外光,工作在反向雪崩击穿模式时发射650～1 000nm波段的可见光。实验结果表明,本文以多晶硅材料制备的PIN-LED与单晶硅材料制备的Si-LED具有类似的电学特性与光学特性。

摘要：采用无锡华润上华(CSMC)0.5μm标准CMOS工艺,设计并制备了一种新型的高发光功率载流子注入型三端Si-LED器件。该器件在p型衬底上进行n+掺杂,与p衬底形成两个相对的n+p结,其中一个结正向偏置,发出峰值波长在1 100 nm附近的红外光;另一个结同样正偏,作为注入结对发光进行调制。测试结果显示:第三端注入载流子明显增强了总体的发光功率,在10 mA偏置电流、3 V调制电压下,可获得1 nW的光功率,与单结相比提高了两个数量级。由于工作电压低,该器件可与目前主流的CMOS工艺共电源单芯片集成,在光电集成领域具有一定的应用前景。

摘要：基于标准CMOS工艺的p+源/漏区和n阱,设计了两种楔形瓣状结构的正向注入型硅基发光二极管(Si-LED),采用UMC 0.18μm 1P6M CMOS工艺设计制备。测试结果表明,正向注入型p+/n-well二极管的发射波长位于近红外波段,峰值波长在1 130 nm附近,且工作电压小于2 V,与标准CMOS电路兼容。其中,八瓣结构的Si-LED(TS2)在200 m A时的发光功率可达1 200 n W,且未出现饱和,而注入电流为40 m A时的最大功率转换效率达5.8×10-6,约为四瓣结构器件(TS1)的2倍。所研制的Si-LED具有工作电压低、转换效率高等优点,有望在光互连领域得到应用。

摘要：基于标准CMOS工艺的n^＋源/漏区和p-sub,设计了一种楔形n^＋pn^＋结构的硅基发光二极管（Si-LED）阵列,并经UMC 0.18μm 1P6M CMOS工艺制备。测试结果表明,设计的Si-LED在0.9-1.5V范围内正常工作,与CMOS电路的电源电压兼容,其发光峰值波长在1 100nm附近;注入电流为390mA时,器件的发光功率可达1 800nW,平均功率转换效率为3.5×10^-6。由于工作电压低、发光功率高,设计的LED器件有望在光互连领域得到广泛应用。

摘要：基于标准互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺流程,设计了p+/N-well和n+/p-sub两类结构的太阳能电池单元,通过分析影响电池性能参数的主要因素,设计、制备出4种不同单元尺寸的电池结构。测试结果表明,在标准测试条件下,面积50μm×50μm的单元结构具有最优的性能参数,其开路电压和短路电流分别为0.49V和76.61μA/mm2,最大输出功率达29.44μW/mm2,光电转换效率为2.94%。基于优化的器件结构,将两类不同结构的电池单元串联实现了高压输出的太阳能电池,电池的输出电压为0.95V,短路电流和最大输出功率分别为13μA/mm2和10.5μW/mm2。

摘要：基于UMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种2Gb/s传输速率的宽动态范围光接收机前端放大电路。采用对数放大器来增大接收机的输入动态范围,前置放大器采用差分共源跨阻放大器,并使用有源电感做负载来增大带宽。实验结果表明:该接收机前端电路的增益为80dB,3dB带宽为2.3GHz,2.5Gb/s输出眼图良好,输入动态范围为60dB(1μA～1mA)。

摘要：基于IBM 0.18μm SiGe BiCMOS标准工艺设计实现了一种高速、低功耗的光接收机前端模拟电路。接收机芯片包括调节型共源共栅(RGC)跨阻放大器(TIA)、四级限幅放大器(LA)和输出缓冲电路(buffer)。采用高跨导SiGe异质结双极晶体管(HBT)作为输入级的RGC TIA有效隔离了探测器结电容和输入寄生电容的影响,更好地拓展了光接收机的带宽。仿真结果表明,在1.8V电源电压供电下,驱动50Ω电阻和10pF电容负载时,光接收机前端的跨阻增益为76.67dB,-3dB带宽为2.1GHz。测试结果表明,光接收机前端电路的-3dB带宽为1.2GHz,跨阻增益为72.2dB,在误码率(BER)为10-9的条件下,光接收机实现了1.5Gbit/s的数据传输速率。在1.8V电源电压下,芯片功耗仅为44mW,芯片总面积为800μm×370μm。

摘要：基于IBM 0.18μm SiGe BiCMOS工艺设计,实现了光接收机模拟前端,电路整体结构包括差分共射跨阻放大器(TIA)、限幅放大器(LA)以及输出缓冲级(Buffer)。采用SiGe异质结双极晶体管(HBT)作为输入级的差分共射跨阻放大器大大地减小了输入电阻,更好地展宽了频带。仿真结果表明,在1.8V电源电压供电下,驱动50Ω电阻和10pF电容负载时光接收机前端跨阻增益为74.59dB,带宽为2.4GHz,功耗为39.6mW。在误码率为10-9、输入电流为50μA的条件下,光接收机前端电路实现了3Gb/s的数据传输速率。实测结果表明,光接收机的-3dB带宽为1.9GHz。芯片面积为910μm×420μm。

摘要：基于UMC 0.18μm 1P6M CMOS工艺流程,设计了一种全差分输出的空间调制光电探测器(SMPD)。利用商用器件仿真器ATLAS建立了器件模型,对N-well宽度和间距进行了优化。基于优化的器件结构,对SMPD的光谱响应、带宽和瞬态特性进行了二维模拟。模拟结果表明,探测器在650nm处的响应度为0.23A/W,当器件有效受光面积为120μm×120μm、反偏电压为5V时,-3dB带宽约为942MHz。瞬态响应曲线表明,器件可用于1.25Gb/s数据速率的光探测。