总剂量效应对CMOS图像传感器中光电二极管钳位电压的影响

作者：宋辰昱; 申人升^*; 曲杨; 刘岩; 常玉春^*

来源：半导体光电, 2021, 42(03): 321-326.

DOI：10.16818/j.issn1001-5868.2021.03.004

• 钳位电压
• 总剂量效应
• CMOS图像传感器
• TCAD

钳位电压(Vpin)是影响CMOS图像传感器(CIS)中钳位光电二极管(PPD)电荷转移效率和满阱电荷容量的关键物理量。在辐照条件下,Vpin受辐射总剂量(TID)增加而升高,因此研究其机理对抗辐照CIS的设计有重要意义。文章利用TCAD仿真软件分析了CIS器件的电学特性,研究了Vpin受TID影响的机理。结果表明,当辐照引起的氧化物陷阱电荷浓度达到3×1016 cm-3时,浅沟槽隔离(STI)附近的耗尽区将PPD中的pin层与地极电学隔离,从而导致pin层电势易受到传输晶体管TG沟道电势影响而增加,使得相同电子注入条件下PPD可存储的电子增多,复位所需电压增大,导致Vpin随着辐射总剂量增加而增大。

• 单位
  大连理工大学