CMOS图像传感器光电二极管模型的模拟与分析

"CMOS图像传感器光电二极管模型* (2014年)" 本文主要探讨了CMOS图像传感器中的核心组件——光电二极管的物理模型及其在光电信号转换过程中的行为。光电二极管是CMOS图像传感器的关键组成部分，它负责将入射光转化为电信号，从而实现图像的数字化。 首先，文章基于少数载流子稳态连续方程，建立了一维的光电二极管物理模型。这个模型考虑了光电效应、载流子的扩散和漂移等基本物理过程，有助于深入理解光电二极管的工作原理。少数载流子稳态连续方程描述了在静态电场作用下，半导体内部载流子的分布和运动状态，是分析半导体器件性能的基础。 接着，作者利用MATLAB软件对模型进行了数值求解，并针对三种不同结构的光电二极管进行了模拟计算：两层结构的n+/p- sub型、n- well/p- sub型以及三层结构的p+/n- well/p- sub型。每种结构都有其独特的光学和电学特性，影响着它们的响应效率和性能表现。通过计算，得出了这些二极管的响应率与入射光波长之间的关系曲线，这些曲线直观地揭示了不同结构的光电二极管在不同光谱范围内的敏感性。 最后，文章对模拟结果与实际测量数据进行了对比分析，验证了所建立的模型能够有效地反映实际的物理情况，为理解和优化CMOS图像传感器的性能提供了理论支持。这不仅有助于设计更高效、更灵敏的图像传感器，也为后续的工艺改进和新器件开发提供了重要的理论依据。 总结来说，该论文深入研究了CMOS图像传感器中光电二极管的数学物理模型，通过仿真计算和实验对比，证实了模型的适用性和准确性，对于推动CMOS图像传感器技术的发展具有重要意义。