Qu'est-ce que Courant d'obscurité ?

Courant circulant dans une photodiode en l'absence de lumière. Dû notamment à la génération thermique de porteurs, il croît avec la température et produit du bruit dans les images sombres.

Nom japonais: 暗電流

« Courant d'obscurité » apparaît dans 8 questions d'entraînement réparties sur 4 thèmes, dont Capteurs d'images et composants optiques, Photonique sur silicium, Physique des semi-conducteurs.

Domaine: Capteurs d'images et composants optiques

S'entraîner : questions sur Courant d'obscurité

Quelle est la définition du courant d'obscurité d'un capteur d'image ?

  1. ALe courant de signal croissant proportionnellement à l'intensité lumineuse
  2. BLe courant circulant même sans lumière, qui augmente avec la température
  3. CLe courant d'horloge servant à lire les pixels
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Réponse : B. Le courant circulant même sans lumière, qui augmente avec la température

Le courant d'obscurité est le courant dû aux charges générées thermiquement dans la photodiode même sans lumière, principalement à partir des états d'interface de surface, des défauts cristallins ou des niveaux dus à la contamination métallique. Il provoque du bruit et des points blancs (pixels chauds) lors des prises de vue en faible lumière ou des longues expositions, et double environ tous les 6 à 8 ℃ de hausse de température. C'est pourquoi les caméras d'astrophotographie refroidissent leur capteur.

Quelle est la principale cause du courant d'obscurité souvent élevé des photodétecteurs en germanium crû sur silicium ?

  1. ALe Ge étant à gap direct, une partie de la lumière absorbée est réémise puis à nouveau absorbée, ce qui augmente le courant
  2. BLe Ge ne pouvant pas absorber la lumière des longueurs d'onde des télécommunications, tout le courant qui circule est du courant d'obscurité
  3. CLes paramètres de maille du Si et du Ge diffèrent d'environ 4 %, ce qui fait facilement apparaître des défauts cristallins tels que des dislocations dans la couche crûe
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Réponse : C. Les paramètres de maille du Si et du Ge diffèrent d'environ 4 %, ce qui fait facilement apparaître des défauts cristallins tels que des dislocations dans la couche crûe

Le courant d'obscurité est le courant qui circule même en l'absence de lumière ; il augmente le bruit du photodétecteur et réduit sa sensibilité. Le Si et le Ge ayant des paramètres de maille différant d'environ 4 %, la croissance de Ge sur Si fait apparaître, lors de la relaxation des contraintes, des défauts tels que des dislocations (dislocations traversantes), dont les niveaux favorisent la génération de porteurs. De plus, la bande interdite du Ge (environ 0,66 eV) étant plus petite que celle du Si, les porteurs générés thermiquement sont aussi plus nombreux. On réduit le courant d'obscurité en diminuant les dislocations par un recuit après croissance ou en réduisant la surface de la zone de détection. Le Ge est à gap indirect, et l'effet de l'émission de lumière est négligeable.

« Courant d'obscurité » dans les explications

Questions mentionnant « Courant d'obscurité » (8)

  1. Quelle est la définition du courant d'obscurité d'un capteur d'image ?
  2. Quelle est la principale cause du courant d'obscurité souvent élevé des photodétecteurs en germanium crû sur silicium ?
  3. Comment appelle-t-on le processus de recombinaison d'électrons et de trous par l'intermédiaire de niveaux profonds (pièges) dans la bande interdite ?
  4. Quelle utilisation courante d'une photodiode pour la détection de lumière est correcte ?
  5. Dans la photodiode enterrée (pinned photodiode) d'un capteur d'image CMOS, quel est l'objectif principal de la couche p+ fortement dopée en surface ?
  6. Comment appelle-t-on le bruit dû aux dispersions de caractéristiques entre pixels, qui apparaît de la même façon aux mêmes positions à chaque prise ?
  7. Quel est l'objectif principal de la structure (DTI) consistant à creuser des tranchées profondes entre les pixels fins et à les remplir d'isolant ou analogue ?
  8. Pour quelle raison correcte le germanium (Ge) est-il largement utilisé comme photodétecteur aux longueurs d'onde des télécommunications dans les circuits optiques en silicium ?

Termes associés

Photodiode Bande interdite (bandgap) États d'interface Zone de déplétion (zone de charge d'espace) Recuit Recombinaison SRH (Shockley-Read-Hall) Capacité de jonction (capacité de déplétion) Photodiode enterrée (pinned photodiode) Capteur d'image CMOS Double échantillonnage corrélé (CDS)

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