Bildsensoren und optische Bauelemente

Was ist der Hauptzweck der hochdotierten p+-Schicht an der Oberfläche der eingebetteten Fotodiode (Pinned Photodiode) eines CMOS-Bildsensors?

  1. AAls Ersatz für den Farbfilter
  2. BDie Pixel zu vergrößern
  3. CDen durch Grenzflächenzustände an der Oberfläche verursachten Dunkelstrom zu unterdrücken
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Antwort: C. Den durch Grenzflächenzustände an der Oberfläche verursachten Dunkelstrom zu unterdrücken

An der Grenzfläche zwischen Silizium und Oxid gibt es viele Grenzflächenzustände, die eine große Dunkelstromquelle sind. Wird die n-Schicht der Fotodiode von der Oberfläche abgerückt eingebettet und die Oberfläche mit einer hochdotierten p+-Schicht bedeckt, werden die Grenzflächenzustände mit Löchern gefüllt, die Erzeugung von Elektronen wird unterdrückt, und der Dunkelstrom sinkt stark. Da die n-Schicht vollständig verarmt, lässt sich die Ladung vollständig transferieren (vollständiger Transfer), und Nachleuchten und Reset-Rauschen werden verringert. Heute haben nahezu alle Pixel diese Struktur.

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