传输栅掺杂对CMOS有源像素满阱容量及暗电流的影响

作     者：王倩 徐江涛 高志远 陈全民 WANG Qian;XU Jiangtao;GAO Zhiyuan;CHEN Quanmin

作者机构：天津大学微电子学院天津市成像与感知微电子技术重点实验室天津300072 

出 版 物：《光子学报》 (Acta Photonica Sinica)

年 卷 期：2022年第51卷第11期

页      面：296-303页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：National Key Research and Development Program of China(No.2019YFB2204302) 

主　　题：图像传感器 CMOS有源像素 仿真 光电二极管 满阱容量 暗电流 电荷转移效率 

摘      要：研究了传输栅掺杂,即N+TG和P+TG,对满阱容量以及暗电流的影响。沟道电势分布受传输栅与衬底功函数差的影响,随着钳位光电二极管和浮动扩散节点之间的势垒高度的增加,feedforward效应被抑制,满阱容量增加。另一方面,处于电荷积累状态的沟道可以降低暗电流。基于四管有源像素工作过程进行仿真,结果表明,在曝光期间不加负栅压的情况下,基于P+TG的像素的满阱容量相对N+TG的提高了26.9%,其暗电流为N+TG的0.377倍。当电荷转移效率大于99.999%时,N+TG的开启电压需高于2.3 V,而P+TG的开启电压需高于3.0 V。