CMOS图像传感器像素光敏器件研究

摘要

近年来,随着半导体技术的快速发展,其工艺水平得到了很大的提高,由亚微米工艺向深亚微米工艺扩展,CMOS图像传感器也得到了飞速的进步,CMOS图像传感器是大规模数模混合集成电路,它可以将A/D转换器,数字信号处理和时间控制电路集成在一个芯片上,功能完善。并且,今后CMOS图像传感器还会向具有更优成像性能,低噪、无图像拖影、更快读出速度的方向继续发展。
　　在一些方面的应用,由于CMOS图像传感器与CCD图像传感器相比具有低成本、低功耗、工艺较易等优势而更受到社会市场的青睐,广泛应用于各种电子产品、多媒体应用、医学、太空探索、3D、汽车应用等方面。可见,CMOS图像传感器的发展前景是十分乐观的。因此,对于CMOS图像传感器的研究具有非常重要的意义。
　　本文介绍了CMOS图像传感器的发展与现状以及在当今社会中的应用,分析了CMOS图像传感器的工作原理、光电转换理论以及CMOS图像传感器的各种性能参数,并且对4TCMOS图像传感器像素主要部分的设计进行了详细的说明。
　　同时,对于4T有源像素图像拖影进行了研究,对像素进行优化,减小其图像拖影现象。而且,本文还对CMOS图像传感器像素感光区势阱容量及像素区域的隔离结构进行研究,研究一种垂直多结结构可以有效的增加像素感光区域的势阱容量。并且对像素区域隔离结构进行研究,改进了一种具有空气间隙层的浅槽隔离结构形成方法。

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第1章 绪论

1.1 CMOS图像传感器的发展与现状

1.2 CMOS图像传感器与CCD图像传感器比较

1.3 CMOS图像传感器的应用

1.4 论文的主要工作及内容安排

第2章 CMOS图像传感器工作原理与性能参数

2.1 CMOS图像传感器工作原理

2.2 像素结构与像素尺寸

2.3 CMOS图像传感器性能参数

2.4 4T CMOS图像传感器主要部分设计原则

2.5 模拟信号处理

2.6 本章小结

第3章 4T有源像素图像拖影研究

3.1 SILVACO TCAD软件

3.2 4T CMOS图像传感器

3.3 具有不均匀沟道掺杂像素结构

3.4 具有pocket photodiode像素结构

3.5 本章小结

第4章 CIS像素感光区势阱容量与隔离研究

4.1 提高CIS像素感光区势阱容量

4.2 CMOS图像传感器隔离结构

4.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢