如何提高CMOS图像传感器的性能

用矩阵寻址光电二极管阵列实现的CMOS图像传感器(CIS)解决方案可以充分利用高度发展的半导体制造基础所带来的规模经济。芯片行业正在向更精细的亚微型节点稳步发展，再加上更多基于每像素的功能，这些都在不断推动CIS解决方案领先于电荷耦合器件(CCD)的步伐。

事实上，CIS技术可以将成像、定时和读出功能全部集成在同一器件上。这就使得实用的片上系统解决方案在以显示为中心的应用中占据越来越重要的地位。虽然这两种技术的噪声级具有可比性，但CIS技术的饱和能力比CCD技术高得多。

最近CMOS处理技术的进步，特别是暗电流的有效消除，推动了CIS技术的发展。暗电流是在没有光照的情况下由光电二极管产生的。这种有害的电流是由空气中的挥发性有机化合物(VOC)生成的，也被称为“光化学烟雾”。VOC会对CIS光电二极管阵列的能力产生负面影响，从而将附带的光子流量转换成高分辨率数字图像。

为了避免暗电流降低图像质量，Dongbu公司的一个团队在CMOS感光层进行了一个三管齐下的策略。首先在浅沟槽隔离(STI)和光电二极管的接合处构建P+区，消除由于非一致性硅接口而导致的暗电流(图1)。然后再通过　掩模多晶硅来形成一个保护电极，从而实现高达1000万像素的均匀色泽(图2)。最后通过注入倾斜离子来除去“成像滞后”现象(图3)。