表面钝化膜对BCMOS传感器电子敏感特性影响的实验研究

作者：乔凯; 王生凯; 程宏昌; 靳川; 张太民; 杨晓军; 任彬

来源：红外与激光工程, 2020, 49(04): 233-238.

• 微光夜视
• 背减薄CMOS
• 氧化铝薄膜
• 二次电子收集效率
• 暗电流

基于硅表面的薄膜钝化原理,开展了不同厚度的表面钝化膜对背减薄CMOS(Back-thinned CMOS,BCMOS)传感器电子敏感特性影响的实验研究。首先,对CMOS传感器进行背减薄处理后,对背减薄CMOS进行电子轰击测试,由测试结果可知,电子图像灰度随入射电子能量的变化呈现出线性关系。然后,采用电子束蒸镀法在BCMOS传感器表面镀制了不同厚度的氧化铝薄膜,并进行了电子轰击测试。研究发现,当表面氧化铝薄膜厚度为20 nm时,可以将BCMOS传感器的二次电子收集效率提高14.9%,通过表面薄膜钝化实现了电子敏感性的提升,同时,随着薄膜厚度的增加,BCMOS暗电流由1510 e-/s/pix减小至678 e-/s/pix。上述结果说明,氧化铝薄膜对BCMOS背减薄表面具有良好的钝化作用,可以提高BCMOS传感器的二次电子收集效率、降低暗电流,为将来高灵敏度EBCMOS器件的研制提供了技术支撑。

• 单位
  微光夜视技术重点实验室; 昆明物理研究所