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低能电子轰击引起氧化铝钝化膜BCMOS传感器暗电流变化研究

闫磊 石峰 程宏昌 焦岗成 杨晔 肖超 樊海波 郑舟 董海晨 何惠洋

闫磊, 石峰, 程宏昌, 焦岗成, 杨晔, 肖超, 樊海波, 郑舟, 董海晨, 何惠洋. 低能电子轰击引起氧化铝钝化膜BCMOS传感器暗电流变化研究[J]. 红外技术, 2024, 46(3): 342-346.
引用本文: 闫磊, 石峰, 程宏昌, 焦岗成, 杨晔, 肖超, 樊海波, 郑舟, 董海晨, 何惠洋. 低能电子轰击引起氧化铝钝化膜BCMOS传感器暗电流变化研究[J]. 红外技术, 2024, 46(3): 342-346.
YAN Lei, SHI Feng, CHENG Hongchang, JIAO Gangcheng, YANG Ye, XIAO Chao, FAN Haibo, ZHEN Zhou, DONG Haichen, HE Huiyang. Dark Current of Aluminum Oxide Passivation Film BCMOS Sensor Increased by Low Energy Electron Bombardment[J]. Infrared Technology , 2024, 46(3): 342-346.
Citation: YAN Lei, SHI Feng, CHENG Hongchang, JIAO Gangcheng, YANG Ye, XIAO Chao, FAN Haibo, ZHEN Zhou, DONG Haichen, HE Huiyang. Dark Current of Aluminum Oxide Passivation Film BCMOS Sensor Increased by Low Energy Electron Bombardment[J]. Infrared Technology , 2024, 46(3): 342-346.

低能电子轰击引起氧化铝钝化膜BCMOS传感器暗电流变化研究

基金项目: 

微光夜视技术重点实验室基金项目 J20210104

详细信息
    作者简介:

    闫磊(1986-),男,正高级工程师,博士研究生,主要从事数字微光技术等方面的研究。E-mail:13572495775@163.com

    通讯作者:

    石峰(1968-),男,研究员级高工,博士生导师,主要从事微光夜视等方面的研究。E-mail:shfyf@126.com

  • 中图分类号: TN223

Dark Current of Aluminum Oxide Passivation Film BCMOS Sensor Increased by Low Energy Electron Bombardment

  • 摘要: 针对低能电子(电子能量为300~1500 eV)轰击引起氧化铝钝化层BCMOS(Back-thinned Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,BCMOS)图像传感器暗电流增加问题,设计了电子轰击BCMOS图像传感器实验,经统计发现,对于厚度为10 nm的氧化铝钝化层BCMOS图像传感器,轰击能量大于600 eV时暗电流增加速率明显;轰击电子能量不超过1.5 keV时,暗电流存在最大值,约为12000 e/pixel/s;电子轰击后的BCMOS图像传感器在电子干燥柜中静置时,其暗电流呈指数趋势下降。通过分析指出入射电子引起氧化铝钝化层与硅界面处缺陷态增加,是引起上述现象的主要原因。
  • 图  1  低能电子轰击BCMOS图像传感器测试设备

    Figure  1.  Low energy electron bombardment BCMOS image sensor test equipment

    图  2  不同电压参数时BCMOS图像传感器暗电流变化曲线

    Figure  2.  Dark current variation curves of BCMOS image sensor under different voltage parameters

    图  3  电子轰击样品大气环境静置后暗电流变化数据

    Figure  3.  Dark current data after standing in atmospheric environment

    图  4  软X射线产生效率与入射电子能量关系

    Figure  4.  Relationship between soft X-ray generation efficiency and incident electron energy

    图  5  电子在钝化层内部轨迹仿真

    Figure  5.  Simulation of electron trajectory in passivation layer

    表  1  不同电压条件轰击后暗电流监测值

    Table  1.   Dark current monitoring values after bombardment under different voltage conditions

    Bombardment electron energy/eV Dark current/(e/pixel/s) Dark current growth rate
    1 300 157 4.7%
    2 600 986 528.0%
    3 900 3827 288.1%
    4 1200 9815 156.5%
    5 1500 12000 22.3%
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-06
  • 修回日期:  2022-06-29
  • 刊出日期:  2024-03-20

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