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采用40纳米标准CMOS工艺集成的彩色光电探测器

DOI：10.1109/LPT.2019.2952204 期刊：IEEE Photonics Technology Letters 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 为了进一步将接收器集成到多色可见光通信系统中，我们采用40纳米标准互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺，在无需任何工艺修改的情况下设计并制造了一种新型彩色光电探测器（PD）。该PD由CMOS光电二极管和位于其上方的二维（2D）多晶硅亚波长光栅组成?；诘寄９舱裨恚颐鞘状卧诒曜糃MOS工艺中通过控制2D多晶硅光栅的结构参数实现了颜色滤波功能。本研究设计了三种分别响应三原色的彩色PD。测量结果表明，这些彩色PD在可见光范围（400-700纳米）内展现出波长选择性，其光谱响应曲线的最大峰值分别位于660纳米（红）、585纳米（绿）和465纳米（蓝）。此外，附加的2D多晶硅光栅几乎未降低光电二极管的响应度。
作者： Jia Cong，Dong Yan，Jiling Tang，Weilian Guo，Xurui Mao
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

设计并制造一种新型彩色光电探测器（PD），以便在不进行任何工艺修改的情况下，使用40纳米标准CMOS工艺进一步集成多色可见光通信系统中的接收器。

研究成果

该研究证明了采用标准CMOS工艺制备彩色光电探测器（PDs）的可行性，将推动多色可见光通信（VLC）系统的集成应用。这些彩色光电探测器在可见光范围内展现出波长选择性，其峰值响应分别位于660纳米（红光）、585纳米（绿光）和465纳米（蓝光），且附加的二维多晶硅光栅对光电二极管的响应度影响甚微。

研究不足

彩色光电二极管的频谱响应不仅受光栅频谱响应的影响，还受到光电二极管自身频谱响应的影响，这可能导致出现多峰响应频谱或非预期的光电二极管频谱响应最大峰值波长。

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