Speaker
澳东 宋
(shandong university)
Description
本研究基于国内 0.18 µm 高压 CMOS 工艺，研制了高压像素传感器原型芯片，该芯片采用大尺寸灵敏二极管高压偏置方案，像素尺寸为 50 µm×50 µm，芯片面积 5mm×5 mm，像素内集成了电荷敏感前置放大器、整形器、甄别器和锁存器。灵敏区的功耗约为 130mW/cm2，其像素尺寸和灵敏区功耗达到国际同类传感器先进水平。我们建立了“衬底电压-噪声传递”多物理场耦合模型，揭示了衬底电压调控下噪声成分迁移规律，量化解析热噪声、闪烁噪声与散粒噪声的竞争机制，衬底电压不断降低的过程中，热噪声和闪烁噪声功率占比变小，散粒噪声功率占比不断增加，模型计算、仿真和测试结果均具有较好地一致性，为低噪声电路设计提供理论范式。测试结果显示，收集二极管的击穿电压达到-54V，通过使用55Fe放射源标定，单个像素的电荷收集效率约为64%，电荷-电压转换系数约为78uV/e-，测试表明该高压工艺的电荷收集效率已达到国际先进图像传感器工艺（CIS）水平，测得像素读出电路 S-cure 曲线噪声约 325e-。
