器与信号处理电路的集成化，功率型光耦合器输出部分往往需要较大的驱动能力，因此信 号处理电路相比选择MOS工艺具有可以实现较大的驱动能力的有益效果。
[0036] (2)本发明减小探测器PN结二极管耗尽区电容所采用的技术手段是在将M个第二 器件区制作在第一光电探测器的第一器件区内（两个光电探测器均采用此结构），因此探 测器面积得到了减小，也即是一个探测传感器内实际上包括多个面积较小的探测器，探测 器面积减小，但是又不会减小PN结结深，从而不影响量子效率，因此具有响应速度快的有 ?效果。
[0037] (3)本发明信号处理电路为差动输入，并与双光电探测器（包括第一光电探测器 和第二光电探测器）匹配设计具有能够抑制外部电磁干扰有益效果，并且由于采用双极工 艺制作并与光电探测器相匹配兼容，因此也具有双极工艺电路本身响应速度快、驱动能力 强的特点，因此能满足功率驱动电路的需求。并且本发明的这种传感器与信号处理电路之 间的兼容提高了光电器件的生产效率，更适合于量产。
【附图说明】
[0038] 图1为本发明中第一光电探测器和第二光电探测器的平面结构示意图；
[0039] 图2为本发明中第一光电探测器的纵向结构示意图。
[0040] 图3为本发明的电路结构示意图
【具体实施方式】
[0041] 下面结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明。
[0042] 如图3所示，单片光检测电路主要由光电探测器传感器与晶体管放大器组成。首 先阐述光电探测器设计：
[0043] 光电探测器设计时，主要考虑的是其噪声，量子效率，响应度等几项技术指标。
[0044] 为了将本发明具体设计做详细介绍。我们首先将本发明的整体结构做一个阐述， 然后结合光电探测传感器的性能参数设计来解释本发明传感器一些具体结构。
[0045] 一、整体结构。
[0046] 如图1所示，一种基于双光电探测器的光电检测电路，包括第一光电探测器1和第 二光电探测器2 ;第一光电探测器1和第二光电探测器2的结构相同，并且都采用硅双极集 成电路工艺制作而成；第一光电探测器1和第二光电探测器2均具有两个信号端子。
[0047] 第二光电探测器2表面覆盖有铝膜；
[0048] 所述第一光电探测器1和第二光电探测器2对称设置在单芯片中，当然这是通过 集成电路版图设计时将两个光电探测器绘制在对称位置上，在后续的集成电路制造过程 中，两个光电探测器自然被对称的集成在同一单芯片集成电路上管芯上。
[0049] 二、光电探测传感器的性能参数设计。
[0050] 为了将性能参数的设计阐述清楚，我们首先介绍普通光电检测传感器的工作原 理，这也是本发明的基本工作原理和工作过程。
[0051] 光电探测器的主要特性参数包括：
[0052] 1)量子效率和响应度
[0053] 量子效率的定义为吸收一个入射光子能够产生的电子-空穴对个数，是半导体光 探测器最重要的指标，可以表示为：
[0054]
[0055] 其中a( λ)是对应波长λ的吸收系数，W是耗尽层厚度。可见，随着材料的吸收 系数增大或者耗尽层增厚，探测器的量子效率就越高。
[0056] 本发明中光电探测器的第一器件区由NPN晶体管的集电区形成，光电探测器的第 二器件区由NPN晶体管的基区形成，NPN晶体管由硅双极工艺制作而成；也即是说光电探测 器的PN结是由制作模拟放大处理电路的双极NPN晶体管工艺流程形成的，二者兼容。而普 遍的双极工艺NPN管基本结构尺寸是；最小特征尺寸为6 μ m，外延层厚度12 μ m，电阻率约 2. 5Q. cm，基区结深2. 2. -2. 6 μ m，也即是说双极工艺制造的用于光电探测器的PN结结深为 2. 2. -2. 6 um〇
[0057] 常见的MOS工艺形成的用于光电探测器的PN结结深为0. 3 μπι，当然这是由MOS 工艺的本身特点决定的，与MOS工艺信号处理电路集成的光电探测器较适用于光纤通信领 域。
[0058] 因此，由于本发明采用双极工艺的PN结作为实现光电探测的基础结构，使得设计 的光电探测器的PN结面积较大（双极NPN晶体管的集电结面积相对MOS工艺形成PN结的 结面积要大），PN结结深大（相对于MOS工艺），耗尽区较厚，有利于提高量子效率。这一 基础结构使得本发明在获得更高量子效率方面具有明显优势。
[0059] 进一步的，本发明选择双极工艺实现电路将会更适用于功率型光耦合器光电探测 器与信号处理电路的集成化，功率型光耦合器输出部分往往需要较大的驱动能力，因此信 号处理电路相比选择MOS工艺具有可以实现较大的驱动能力的有益效果。
[0060] 总之，针对功率型光耦合器输出部分电路集成化需要（同时集成光电探测单元和 信号处理驱动单元），利用双极工艺本身特点，本发明结合实际工艺情况选用了结深较大的 集电极作为光电探测器基本结构，这有利于提高探测器的量子效率。在现有技术普遍使用 MOS工艺实现光探测器的情况下，本发明做出的以上选择是本发明的第一个创新点，也是整 个创造性工作的起点。这对于探测器的最终结构提出非常重要，因为以上选择既使得功率 型光耦合器输出部分电路集成化需要（同时集成光电探测单元和信号处理驱动单元）成为 可能，又使得量子效率的提高具有基础结构上的优势，不会由于制造过程中工艺控制的缺 陷，使得量子效率过低。
[0061] 也即是说采用双极NPN晶体管工艺流程形成本发明光电探测器的基本结构在提 高量子效率方面具有先天优势。
[0062] 而在实际的探测器中，光不可能直接由材料表面达到吸收区，而是要经过一定的 厚度的中掺杂接触区，在这个区域内会造成一部分光子损耗，同时在探测器表面的反射作 用也会使部分入射光反射损失。基于这些因素，可将（1)式改写为：
[0064] 其中d为前端接触层厚度，Rf为探测器表面的反射率，入射到吸收区的光子产生 的光生载流子在耗尽区内建电场的作用下，向探测器的两极漂移运动，并在输出端形成光 电流。
[0065] 基于此分析，本发明在第一光电探测器的第二器件区12表面淀积增透膜；（增透 膜由二氧化硅和氮化硅构成）；或者可以采取腐蚀掉器件表面的SI02层和钝化层的方式减 少光发射能量的丢失，这些都是提高量子效率的进一步优化措施。
[0066] 此外，本发明的第一光电探测器的第二器件区12和第二光电探测器的第二器件 区22均可以采用圆形结构，这有利于提高光照效应，这也有利于量子效率和响应度的提 高。但是圆形结构由于面积大，也会导致器件表面漏电流增加。
[0067] 2)响应速度
[0068] 光电探测器的响应速度是由探测信号的上升时间或下降时间来衡量的，通常取两 者之间较大的值。通常要求光电探测器能够对高速光脉冲信号快速响应，从而提高信噪比， 提高系统的整体性能。在半导体光电探测器中，影响响应速度的因素主要有三点：
[0069] a.耗尽区内载流子的渡越时间。b.耗尽区外载流子扩散时间。c.探测器PN结二 极管耗尽区电容。耗尽层的电容是影响速度的主要因素，这就意味着大面积的探测器不能 用于探测频率较高的光信号。减小探测器的面积可以有效减少结电容和暗电流。
[0070] 本发明所采用的具体技术手段是在将M个第二器件区制作在第一光电探测器的 第一器件区内（两个光电探测器均采用此结构），因此探测器面积得到了减小，也即是一个 探测传感器内实际上包括多个面积较小的探测器，探测器面积减小，但是又不会减小PN结 结深，从而不影响量子效率。同时探测器器件面积的减小也可以降低由于采用圆形结构以 提高光照效应所导致的器件表面漏电流增加缺陷。
[0071] 3)漏电流和噪声
[0072] 对理想的光电探测器，在无光照的时候应该没有光电流，然而实际上仍然存在有