CMOS光電探測器暗電流削減技術(shù)研究和相關(guān)電路設(shè)計(jì).pdf

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)和市場的持續(xù)發(fā)展，數(shù)碼相機(jī)及攝像機(jī)等器材中，CMOS主動(dòng)像素傳感器Active Pixel Sensor(APS)正在越來越廣泛的得到應(yīng)用。與傳統(tǒng)的CCD器件相比較，APS圖像傳感器由于其低成本，易制造(通用于一般的CMOS制造工藝)，低功耗，集成度高(可在同一芯片中實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，信號(hào)處理，自動(dòng)增益控制，精密放大和存儲(chǔ)功能)等明顯的優(yōu)勢而越來越有取而代之的趨勢。 但是現(xiàn)在所報(bào)道的CMOS圖像傳感器的暗電流與CCD

2、圖像傳感器相比仍高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。暗電流會(huì)降低光電二極管的電容大小，從而降低器件對(duì)光線的靈敏度和信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍；暗電流會(huì)隨著位置和時(shí)間變化，從而使輸出信號(hào)產(chǎn)生隨空間和時(shí)間的波動(dòng)。隨空間波動(dòng)的暗電流是固定模式噪聲的組成部分，而隨時(shí)間波動(dòng)的暗電流則是隨機(jī)噪聲的一個(gè)來源；暗電流還會(huì)增加器件的功耗。 本論文針對(duì)CMOS圖像傳感器的信號(hào)處理流程，分別在像素內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)，外圍電路，及制造工藝等方面進(jìn)行了優(yōu)化以降低圖像傳感器的暗電流，并根據(jù)優(yōu)化

3、結(jié)果進(jìn)行了流片，取得了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 在感光二極管電路結(jié)構(gòu)方面，引入并優(yōu)化了CSD結(jié)構(gòu)減少了STI復(fù)合中心引入的暗電流，引入并優(yōu)化PIN結(jié)構(gòu)減少了硅晶體表面復(fù)合中心引入的暗電流，優(yōu)化了有源區(qū)的形狀減少了由應(yīng)力產(chǎn)生的暗電流； 在像素內(nèi)的晶體管上，加大了T1和T2的寬長比(W/L)，降低了及晶體管的閾值電壓，從而降低了一部分暗電流； 在像素制造工藝上，通過調(diào)整PDW，PC，PIN，CSD等數(shù)道離子注入的摻雜濃度和深度，使