高速大像素CMOS图像传感器中钳位光电二极管形状设计的研究进展

作     者：张文轩 程正喜 Zhang Wenxuan;Cheng Zhengxi

作者机构：中国科学院上海技术物理研究所上海200083 

出 版 物：《半导体技术》 (Semiconductor Technology)

年 卷 期：2024年第49卷第6期

页      码：514-523页

摘      要：采用钳位光电二极管(PPD)的CMOS图像传感器,由于其优异的性能,已成为图像传感领域中占主导地位的技术。然而,更大尺寸PPD的应用在电荷传输速度和效率方面存在挑战,特别是在微光、高速探测的场景中,传统的像素设计难以满足必要的性能标准。一种有效的方法是通过PPD的形状设计来提升大像素性能。首先全面概述了产生PPD横向电场的两种机制:边缘电场设计和钳位电压调制,并探讨了基于这两种设计策略的各种设计改进。然后总结了传输栅-浮空扩散(TG-FD)节点收集结构及像素整体布局优化的相关研究进展。此外,还研究了PPD的形状设计对暗电流的影响。通过全面分析PPD形状设计中采用的方法,为提升大像素设计提供了参考。

主 题 词：CMOS图像传感器 大尺寸像素 横向电场 电荷转移 暗电流 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 0803[工学-仪器类] 

D　O　I：10.13290/j.cnki.bdtjs.2024.06.002

馆 藏 号：203128114...