传统的CMOS图像传感器一般采用基于LV-CMOS工艺的N阱/P型衬底制备的PN光电二极管或者PPD二极管作为光敏元。PIN光敏元具有结电容小、量子效率高的特点。采用HV-CMOS(高压CMOS)工艺可以实现CMOS电路与PIN光敏元的单片集成。本文研究了集成PIN光敏元的CMOS探测器的光电响应特性以及NEP随像素大小和复位电压的变化关系。研究表明，将光敏元从PN光电二极管改为PIN光电二极管后，像素电荷增益可以提高一个数量级左右; 同时，像素的瞬态电荷增益要大于传统认为的1/Cpd，并与二极管的大小以及复位电压紧密相关。研究发现，小像素因其更高的电荷增益和更低的等效噪声，更加适合弱信号下的短积分时间快速探测。若配合微透镜的使用，小像素在微光探测方面可以获得更大的优势。

PIN光电二极管相对于pn结型光电二极管具有结电容小、量子效率高等优点，但采用标准低压CMOS（LV-CMOS）工艺研制的CMOS传感器只能实现基于n阱/p衬底的pn结光敏元与片上电路的集成，高压CMOS（HV-CMOS）工艺的发展为CMOS电路与PIN光敏元列阵的单片集成提供了可能。基于HV-CMOS工艺设计了一种集成PIN光敏元列阵的CMOS传感器，并对器件的光电响应进行了测试评估。结果表明，集成PIN光敏元的CMOS传感器具有更高的像素增益和量子效率，而暗电流、输出摆幅、线性度等特性保持良好。在500~900nm宽波段范围内，器件的量子效率均达到80%以上，在950nm附近的量子效率达到25%，优于采用其他工艺制作的CMOS传感器。

The frequency response of a dual depletion p-i-n (PIN) photodiode structure is investigated. It is assumed that the light is incident on the N side and the drift region is located between the N contact and the absorption region. The numerical model takes into account the transit time and the capacitive effects and is applied to photodiodes with non-uniform illumination and linear electric field profile. With an adequate choice of the device’s structural parameters, dual depletion photodiodes can have larger bandwidths than the conventional PIN devices.

采用激光微细加工技术来制作单片集成光接收机的探测器,在制作过程中,用固态杂质源10.6 μm激光诱导Zn扩散工艺来进行探测器的p 区掺杂.制作出平面型顶部入射的InGaAs/InP PIN光探测器, 响应度为0.21A/W.分析了激光诱导扩散中影响探测器性能的因素,因此提出了扩散温度自动控制、扩散区温度分布均匀化及激光焦斑与扩散区精确对准等相应的改进方法.