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光盘存储技术在信息社会中发挥着越来越重要的作用，PDIC(PhotodetectorIntegrated Circuit)是光盘存储系统光学头的关键元件之一。与传统混合集成的PDIC相比，单片光电集成的PDIC具有低成本、高性能的优势，现已成为硅基光电集成(OEIC)研究的一个热点。虽然全球绝大部分光学头生产厂商都在中国大陆，但PDIC芯片都依靠进口。相比国外，国内对于该技术的研究还处在起步阶段，因此研究单片光电集成的PDIC对于打破国外垄断、提高我国DVD光学头产业的整体技术水平及核心竞争力具有一定的积极意义。
商业化的BCD(Bipolar CMOS DMOS)工艺比标准CMOS工艺多了一个N型埋层，N型外延层中杂质掺杂浓度较低，利用这一特点可以构建P+/N型外延层/N阱埋层(类似PIN)结构的光电探测器。因此，本文采用低成本的0.5μmBCD工艺研制了用于DVD机的单片集成PDIC，主要的工作内容如下：
1．从低成本角度出发，利用BCD工艺埋层的BN+特点设计了与工艺完全兼容的适合650nm波长的P+/N-EPI/BN+光电探测器，并给出一个完整的等效电路模型。
2．设计了基于互补式自偏置差分放大器(CSDA)结构的三级负反馈跨阻放大器。为了提高负载能力设计了一个两级运放作为单位增益缓冲器。采用Spectrer软件对负反馈跨阻放大器进行了仿真设计。
3．为了抑制电源扰动对跨阻放大器的性能影响，设计了一种低压线性稳压器(LDO)。仿真结果表明其输出电压可以达4.36V，有较好的电源抑制比。
4．采用Cadence软件完成单片集成PDIC的版图设计，并在无锡华润上华流片加工。版图面积约981×1982μm2。
5．根据实验室的测试条件对流片回来芯片进行了两种形式的封装，并做了具体的测试。测试结果：2.5V反向偏压下，PIN探测器结电容约为0.356PF，650nm波长的响应度约0.185A/W，PDIC中A～D部分的带宽65MHz左右，响应度为21.82mV/μW～28.08mVu/μW；E、F部分的响应度为42.29mV/μW～47.31mV/μW:输出失调电压均小于20mV；功耗约130mw。所测指标均能达到设计要求。
本文在国内条件下采用低成本的标准BCD工艺自主完成了DVD光学头中PDIC的光电单片集成，研制过程中克服了Si基光电集成中的难题：
1．成功解决Si基光电集成的难点---利用标准BCD工艺研制出高性能(高探测灵敏度，高传输速率)的650nm的硅基光探测器。
2．自主建立了一种新的包含光电流、暗电流、结电容、并联和串联电阻、以及噪声特性在内的光电探测器完整的等效电路模型，实现PD与负反馈跨阻放大器(TIA，Tranimpedance Amplifier)的协同设计。
3．在电路设计中，充分考虑并解决了纵向结构的光探测器PD和横向结构电放大器TIA之间的结构、工艺兼容性问题；解决在光照下电子电路避免光信号干扰的问题。