集成PIN光敏元的CMOS探测器光电响应特性研究

摘要：

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.

关键词：CMOS图像传感器、HV-CMOS、PIN光电二极管、3T像素结构

所属期刊栏目：12

分类号：TN2;O472+.8(光电子技术、激光技术)

在线出版日期：2019-11-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：1076-1089