CMOS图像传感器中大尺寸像素电荷转移效率优化策略

"大尺寸像素电荷转移的优化方法，主要针对CMOS图像传感器中的大尺寸像素，通过分析像素中的电荷转移RC模型，提出了一种优化策略，旨在提高电荷转移效率并消除图像滞后现象。该方法在形成N埋层工艺过程中添加P型植入，以增强光电二极管内部的电场，从而提升电荷转移效果。同时，对光电二极管布局进行优化，设计成U形结构，使传输门尽可能深入光电二极管，减少传输串联的RC模型，进一步提升像素的电荷转移效率。经过优化，两种方法分别使电荷转移效率提高了2倍和3.3倍，转移时间缩短了26%和30%。在工艺和布局两方面同时优化后，电荷转移效率提高了9.5倍。" 本文是一篇关于CMOS图像传感器技术的研究论文，主要关注的是大尺寸像素的电荷转移效率问题。电荷转移是CMOS图像传感器中至关重要的环节，它关系到图像质量、响应速度和整体性能。在传统的像素设计中，电荷转移可能存在效率低和图像滞后等问题，这些问题在大尺寸像素中尤为突出。 作者通过对像素内的电荷转移RC模型进行分析，提出了两项创新性的优化措施。首先，通过在N埋层工艺中引入P型植入，改变了光电二极管内部的电场分布，这有助于提高电荷的驱动力，进而提升了电荷转移的效率。其次，对光电二极管的物理布局进行了优化，采用U形设计，使得传输门能更深入到光电二极管内部，减少了信号在传输过程中的衰减，进一步改善了电荷转移效率。 实验结果显示，仅采用上述任一优化方法，电荷转移效率就分别实现了翻倍和超过3倍的提升，而且像素的电荷转移时间也显著缩短，减少了图像处理的延迟。当同时应用这两项优化时，电荷转移效率达到了惊人的9.5倍提升，这意味着图像传感器的性能得到了显著增强，可以提供更快的响应速度和更高质量的图像。 这项工作对于CMOS图像传感器的设计和制造具有重要指导意义，尤其是在大尺寸像素的应用场景下，如高分辨率相机、天文观测设备以及各种工业和科研领域，优化后的像素结构能够有效解决电荷转移效率低下和图像滞后的问题，提高系统性能，推动相关技术的进步。