55nm CMOS圖像傳感器降低暗電流的研究.pdf

1、CMOS圖像傳感器（CMOS Image Sensor，CIS）由于其功耗小、制造工藝簡(jiǎn)單以及芯片集成度高等特點(diǎn)在手機(jī)攝像頭領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。為了獲得更佳的拍攝效果，人們對(duì)于CIS器件的性能要求也越來(lái)越高。在CMOS圖像傳感器研發(fā)初期，由于其本身具有的分辨率低、暗電流大、畫(huà)質(zhì)差等缺點(diǎn)，一直未被人們所重視。直至有源像素CMOS圖像傳感器被開(kāi)發(fā)出來(lái)，該種類型的CMOS圖像傳感器有效地解決了一直困擾著 CMOS圖像傳感器的圖像質(zhì)量差的問(wèn)題

2、。隨后CMOS圖像傳感器便得到了迅速的發(fā)展。其中暗電流問(wèn)題是目前影響CIS器件性能的主要問(wèn)題之一，所以本文將重點(diǎn)研究改善CMOS圖像傳感器暗電流問(wèn)題的方法。
　　本文首先介紹了 CMOS圖像傳感器的工作原理，并且對(duì)于三種不同像素結(jié)構(gòu)的CMOS圖像傳感器作了介紹，包括了無(wú)源像素CMOS圖像傳感器、有源像素CMOS圖像傳感器以及數(shù)字像素CMOS圖像傳感器。接著對(duì)于影響CMOS圖像傳感器畫(huà)質(zhì)的三大問(wèn)題作了簡(jiǎn)單描述。然后以實(shí)際例子來(lái)說(shuō)明了

3、硅片制造過(guò)程中金屬污染問(wèn)題所引起的器件暗電流失效。通過(guò)使用非金屬部件替換金屬部件和加強(qiáng)反應(yīng)腔清潔的方法解決了硅片邊緣芯片發(fā)生的暗電流失效的問(wèn)題，并減少了器件白像素?cái)?shù)量約8.4%。
　　接著本文針對(duì)CIS器件制造過(guò)程中引入的金屬雜質(zhì)污染產(chǎn)生的暗電流問(wèn)題進(jìn)行了研究。由于華力所使用的硅片的特殊性，選擇了內(nèi)吸雜的工藝去除金屬雜質(zhì)。并通過(guò)在器件制造前增加1步700℃退火4小時(shí)的工藝增強(qiáng)了硅片的吸雜能力。使得最終產(chǎn)品的暗電流水平產(chǎn)生下降，由暗