CMOS图像传感器系列 - 3 像素设计基础

792789331 · 发表于 2022-7-7 13:37:01

楼主您好想请教您一个问题
关于BSI结构是不是doping要打的很深呢这样波长短的光才有可能直接进入depletion region而不是进入到 psub 可是当我n- well很深的时候我要怎么做才能让我的实现fully deplete 因为此时我的p+很薄下面的psub也预留不多

困扰很久非常希望能得到您的解答

feynmancgz · 发表于 2022-7-7 23:44:31

792789331 发表于 2022-7-7 13:37
楼主您好想请教您一个问题
关于BSI结构是不是doping要打的很深呢这样波长短的光才有可能直接进入deplet ...

好问题，但我可能不太好直接回答你该怎么弄。

BSI的结构，doping确实是会比FSI要深一点儿。大多工艺不一定会让衬底fully depleted，对蓝光来说，无非是QE可能稍微降一点点儿，crosstalk高一点儿，但也能忍。但如果你确实忍不了，一定要做fully depletion，那你要做的就是要想办法如何去增加衬底端depletion的宽度。这个你应该知道怎么弄吧

792789331 · 发表于 2022-8-15 00:24:43

前辈您好，关于电路图的地方还是向您请教，可否说的更细致一些
1.3T先读S 再读R 而4T可先读R再读S 这是一个叫DS一个叫CDS的原因吗
2.不是很看得懂4T全局快门用3T的方式减小数据量的意思，时序图看起来除了脉冲位置不一样，好像前后积分时间看起来也差不多。
3.我看文献上说5T的像素不能做CDS 这又是为什么呢

792789331 · 发表于 2022-8-15 00:54:39

还想请教一下charge storage和 voltage storage的区别一直不是很懂

feynmancgz · 发表于 2022-8-16 03:36:17

792789331 发表于 2022-8-15 00:24
前辈您好，关于电路图的地方还是向您请教，可否说的更细致一些
1.3T先读S 再读R 而4T可先读R再读S 这是一个 ...

1.3T先读S 再读R 而4T可先读R再读S 这是一个叫DS一个叫CDS的原因吗一定程度上可以这么说，先读S再读R，ktC就不能是correlated；而先读R再读S，那么两个sample上的kTC就是correlated。

2.不是很看得懂4T全局快门用3T的方式减小数据量的意思，时序图看起来除了脉冲位置不一样，好像前后积分时间看起来也差不多。
4T想做全局快门，就要先把R全部读出，再读S，也就是说一个pixel要读两次信号；而用3T的方式，意思是直接读S，然后立马reset，读R，这样就没有CDS了，但pixel只读一次

3.我看文献上说5T的像素不能做CDS 这又是为什么呢

跟我说的4T用3T方式读出其实是一个意思。如果只能读一次pixel，是没法做CDS的

feynmancgz · 发表于 2022-8-16 03:47:40

792789331 发表于 2022-8-15 00:54
还想请教一下charge storage和 voltage storage的区别一直不是很懂

跟下图voltage-domain GS pixel相比较，你就能看出区别了

所谓charge-domain pixel，就是一直以charge作为信号进行传输，charge总量一直是保持不变的，你像素最终的sensitivity取决于你最终sense node的电容大小；
而voltage-domain pixel，他的FD上信号一定是经过了source follower，而将得到的voltage存下来（on C1，C2），你的信号就一直以voltage的形式进行传输。

imefox · 发表于 2022-8-16 10:34:45

不错的贴子！！！

792789331 · 发表于 2022-8-16 12:06:20

本帖最后由 792789331 于 2022-8-16 12:32 编辑

feynmancgz 发表于 2022-8-16 03:47
跟下图voltage-domain GS pixel相比较，你就能看出区别了

所谓charge-domain pixel，就是一直以charge作 ...

前辈非常感谢您的回复
从图上看FD的讯号不管是voltage domain还是 charge domian都是从SF出来的我是否可以理解为charge domain 和voltage domain两者都是电压讯号因为我的理解SF应该fix
current 然后读出fd电压变化讯号的意思不知道这边是不是理解有误这边我就不太理解voltage domain和 charge domian两者的区别

然后想跟您请教一下 rst完的时候 fd电压是否需要保持在vdd或是略小于的值这边如果需要电压保持住对fd的电容也有要求还是 charge domain 和 voltage有所差异呢 sf后的电容可变相增加fd node电容用来保持fd电压

总的来说对整个流程不是特别理解，不知前辈是否可以详细说说呢

然后想请教一下两者的优缺点

feynmancgz · 发表于 2022-8-16 16:15:12

792789331 发表于 2022-8-16 12:06
前辈非常感谢您的回复
从图上看FD的讯号不管是voltage domain还是 charge domian都是从SF出来的我是否可 ...

从图上看FD的讯号不管是voltage domain还是 charge domian都是从SF出来的我是否可以理解为charge domain 和voltage domain两者都是电压讯号因为我的理解SF应该fix
current 然后读出fd电压变化讯号的意思  不知道这边是不是理解有误    这边我就不太理解voltage domain和 charge domian两者的区别这个我觉得我其实已经解释清楚了，你还是要多想想。你不能看最后的读出的source follower，这个是变不了的。我给的那个pixel之所以称为voltage-domain global shutter就是要看全局的pixel信号是以voltage 形式存下来的；而charge domain，存的一直都是charge，只是在最后读出的时候transfer到fd上，再在column上以电压的形式读出。

然后想跟您请教一下 rst完的时候  fd电压是否需要保持在vdd或是略小于的值这边如果需要电压保持住对fd的电容也有要求  还是 charge domain 和 voltage有所差异呢  sf后的电容可变相增加fd node电容用来保持fd电压
“需要电压保持住对fd的电容也有要求”  为什么会有这个问题？不太理解你想问什么
为何“需要电压保持住对fd的电容也有要求” ？ charge-domain GS主要是对storage node有很高的要求，对fd要求跟一般pixel一样

总的来说对整个流程不是特别理解，不知前辈是否可以详细说说呢

然后想请教一下两者的优缺点

早期的global shutter（如我给的图），voltage domain相对charge domain更火，因为最容易实现，但因为是in-pixel sampling，噪声很难做低，比如达到3e-，是基本不可能的；charge domain技术上实现难度不小，包括full well，dark current，transfer efficiency这些工艺上找到sweet point难度非常高，极难调，因为是纯charge domain操作，噪声相对容易做比较低（工艺上的问题能解决的情况下）

Markmaaa · 发表于 2022-8-21 16:29:43

"这一层pinning层和sub一起需要能让整个N掺杂层fully depleted，这个时候PPD内的电势就无法再升高了"
可以详细介绍一下fuuly deplete 和FWC吗
fuuly deplete是tx打开前就fuuly deplete nwell吗
FWC是指照光后pd能存满的电子吗一般厂家给出的fwc指标有啥标准吗需要啥条件吗不是nwell掺杂越多越深越大吗
cis萌新求老铁解答

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