基于4晶体管像素结构的互补金属氧化物半导体图像传感器总剂量辐射效应研究

• 作者: 何承发 张兴尧 文林 李豫东 汪波 王帆 郭旗
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 互补金属氧化物半导体图像传感器 电离总剂量效应 钳位二极管 满阱容量
• 年，卷（期）: 2016,（2）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 176-181
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.65.024212

摘要

对基于4晶体管像素结构互补金属氧化物半导体图像传感器的电离总剂量效应进行了研究,着重分析了器件的满阱容量和暗电流随总剂量退化的物理机理.实验的总剂量为200 krad(Si),测试点分别为30krad(Si),100 krad(Si),150 krad(Si)和200 krad(Si),剂量率为50 rad(Si)/s.实验结果发现随着辐照总剂量的增加,器件的满阱容量下降并且暗电流显著增加.其中辐照使得传输门沟道掺杂分布发生改变是满阱容量下降的主要原因,而暗电流退化则主要来自于浅槽隔离界面缺陷产生电流和传输门-光电二极管交叠区产生电流.实验还表明样品器件的转换增益在辐照前后未发生明显变化,并且与3晶体管像素结构不同,4晶体管像素结构的互补金属氧化物半导体图像传感器没有显著的总剂量辐照偏置效应.