钝化层结构对EBCMOS噪声特性的影响

作     者：何欣悦 焦岗成 程宏昌 杨展 李野 宋德 陈卫军 He Xinyue;Jiao Gangcheng;Cheng Hongchang;Yang Zhan;Li Ye;Song De;Chen Weijun

作者机构：长春理工大学物理学院吉林长春130022 微光夜视重点实验室陕西西安710065 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2025年第52卷第1期

页      面：205-213页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金(U2141239 12274041) 

主　　题：微光成像 EBCMOS器件 信噪比 暗电流 钝化层 界面态密度 

摘      要：为获得高信噪比的电子轰击型CMOS(EBCMOS)成像器件,基于微光成像和半导体理论构建了EBCMOS的信噪比理论计算模型。用像素内信噪比(SNR)、像素内总噪声电子数(N_(pixel))、像素内倍增电子数(N_(M))和单位像素内暗电流电子数(N_(dark))等参数来描述噪声特性,模拟分析了钝化层材料、钝化层厚度、入射电子能量和基底温度对噪声特性的影响。模拟结果表明:1)当入射电子为100个时,优化钝化层材料、厚度、入射电子能量和基底温度可以使入射中心所对应像素区域内的信噪比达到188,并且可以使单位像素内暗电流电子数降至100;2)当钝化层厚度较小时,界面态密度对暗电流的影响最大,在提升信噪比的结构设计过程中应优先优化钝化层结构。本研究将为高性能EBCMOS成像器件的设计提供理论支撑。