CMOS光電探測器暗電流削減技術研究和相關電路設計.pdf

1、隨著半導體技術和市場的持續(xù)發(fā)展，數(shù)碼相機及攝像機等器材中，CMOS主動像素傳感器Active Pixel Sensor(APS)正在越來越廣泛的得到應用。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(可在同一芯片中實現(xiàn)A/D轉換，信號處理，自動增益控制，精密放大和存儲功能)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數(shù)量級。暗電流會降低光電二極管的電容大小，從而降低器件對光線的靈敏度和信號動態(tài)范圍；暗電流會隨著位置和時間變化，從而使輸出信號產生隨空間和時間的波動。隨空間波動的暗電流是固定模式噪聲的組成部分，而隨時間波動的暗電流則是隨機噪聲的一個來源；暗電流還會增加器件的功耗。 本論文針對CMOS圖像傳感器的信號處理流程，分別在像素內部的電路結構，外圍電路，及制造工藝等方面進行了優(yōu)化以降低圖像傳感器的暗電流，并根據(jù)優(yōu)化

3、結果進行了流片，取得了實驗數(shù)據(jù)。 在感光二極管電路結構方面，引入并優(yōu)化了CSD結構減少了STI復合中心引入的暗電流，引入并優(yōu)化PIN結構減少了硅晶體表面復合中心引入的暗電流，優(yōu)化了有源區(qū)的形狀減少了由應力產生的暗電流； 在像素內的晶體管上，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，通過調整PDW，PC，PIN，CSD等數(shù)道離子注入的摻雜濃度和深度，使