[发明专利]PIN探测器和跨阻放大器的光电单片集成芯片、制备方法

说明书

本公开提供了一种硅基PIN探测器和跨阻放大器的光电单片集成芯片，包括：硅基PIN探测器、横向NPN三极管、第一电阻和第二电阻；其中，横向NPN三极管、第一电阻和第二电阻构成跨阻放大器，与硅基PIN探测器连接；硅基PIN探测器用于探测激光信号，产生电流信号；跨阻放大器用于放大和输出电流信号。该光电单片集成芯片实现了将激光探测器与跨阻放大器的集成，可有效提高激光接收模块的抗干扰能力，增强信号稳定性。此外，本公开还提供了该芯片的制备方法，该方法过程简单，易于实现。

技术领域

本公开涉及光电单片集成技术领域，尤其涉及一种硅基PIN探测器和跨阻放大器的光电单片集成芯片、制备方法。

背景技术

红外激光引信技术是一种利用发射脉冲激光信号来探测目标、以及通过鉴别反射脉冲激光信号来达到探测目的的技术，红外激光引信系统主要包括激光发射模块和激光接收模块。两个模块封装在同一金属管壳中，距离很近，在发射模块工作时，半导体激光器驱动电路产生的脉冲大电流会对激光接收模块造成强烈的电磁干扰。此外，由于激光引信系统工作在外界环境中，当探测器接收到的光电流信号很小时，为了防止激光接收模块中探测器探测的远距离微小光电流信号不被电磁噪声所淹没，需要提高探测器上输出端信号的信噪比。由于激光发射模块中的电磁干扰无法避免，所以必须提高探测器上输出端信号的大小。

光电单片集成芯片是指采用兼容的半导体工艺技术将半导体光器件(如激光器、探测器、光波导、调制器等)和电子器件(双极性晶体管、各种场效应晶体管等)制作在相同衬底上，形成具有光和电两种信号处理功能的集成芯片。相比于传统的混合电路，光电单片集成电路有着噪声低、体积小、性能高、稳定性强等优点，满足了现代信息技术向高速化、微型化、多功能发展的要求，成为国内外光电单片集成技术研究的主流方向。将光电单片集成芯片的制备技术与红外激光引信技术结合，具有较高的研究前景。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种硅基PIN探测器和跨阻放大器的光电单片集成芯片及其制备方法。

本公开提供了一种硅基PIN探测器和跨阻放大器的光电单片集成芯片，包括：硅基PIN探测器、横向NPN三极管、第一电阻和第二电阻；其中，所述横向NPN三极管、第一电阻和第二电阻构成跨阻放大器，与所述硅基PIN探测器连接；所述硅基PIN探测器用于探测激光信号，产生电流信号；述跨阻放大器用于放大和输出所述电流信号。

可选的，包括：所述光电单片集成芯片由下至上依次包括N+硅层、本征层、金属电极层，按照横向分布分为光照区和非光照区；其中，所述硅基PIN探测器设于所述光照区，所述横向NPN三极管、第一电阻和第二电阻设于所述非光照区。

可选的，所述光照区的本征层中设有第一P+层，所述光照区的第一P+层、本征层、N+硅层构成所述硅基PIN探测器。

可选的，所述非光照区的本征层中分别设有第一隔离区和第二隔离区，所述横向NPN三极管设于所述第一隔离区中，所述第一电阻、第二电阻设于所述第二隔离区中。

可选的，所述金属电极层上设有多个电极，分别与所述硅基PIN探测器的P+层、N+硅层以及所述横向NPN三极管的各极、所述第一电阻和第二电阻连接，所述多个电极按照预设电路连接，形成将所述硅基PIN探测器的输出信号进行放大的电路。

可选的，所述光照区和所述非光照区之间的本征层中设有通孔，所述金属电极层上与所述硅基PIN探测器的N+硅层连接的电极经过所述通孔连接至所述N+硅层。

可选的，所述第一隔离区中设有第二P+层，所述第二隔离区中设有第三P+层，与所述金属电极层上设置与所述第二P+层和所述第三P+层对应的电极连接。

可选的，所述多个电极之间通过SiO2隔离。

可选的，还包括：隔直电容，用于隔离所述电流信号中包括的直流电信号。