[发明专利]一种基于界面态陷阱能级分布的图像传感器质量检测方法

权利要求书

1.一种基于界面态陷阱能级分布的图像传感器质量检测方法，其特征在于：步骤一：构建依赖界面态陷阱能级分布变化的满阱容量N_FW(N_t～E_t)的表达式如式(15)所示，

式(15)中，q为单位正电荷量；C_PPD为PPD的电容值，V_pin为掺杂相关夹断电压，V_FW(N_t～E_t)为满阱电压；V为电压；

步骤二、分别建立PPD的满阱容量N_FW(N_t～E_t)在陷阱能级属于Level分布、Gaussian分布、Exponential分布时的表达式；

满阱容量N_FW(N_t～E_t)在陷阱能级属于Level分布、Gaussian分布、Exponential分布时的表达式分别如式(18)、(21)、(24)所示；

式(18)～(24)中，V_FW-Level和V_FW-Gaussian和V_{FW-Exponential}分别陷阱能级属于Level分布、Gaussian分布、Exponential分布时的满阱电压；

步骤三、计算被测PPD的满阱容量的值；

3-1.测试被测PPD的陷阱能级分布的类型；

3-2被测PPD在对应陷阱能级分布下的陷阱态密度N_t，陷阱能级E_t的取值范围，载流子捕获面积σ进行检测；

3-3.根据被测PPD的陷阱能级分布类型，选择式(18)、(21)或(24)计算被测PPD的满阱容量N_FW(N_t～E_t)的数值或取值范围。

2.根据权利要求1所述的一种基于界面态陷阱能级分布的图像传感器质量检测方法，其特征在于：步骤一的具体过程如下：

1-1.建立满阱容量N_FW的表达式如式(1)所示；

式(1)中，q为单位正电荷量；C_PPD为PPD的电容值；

1-2建立满阱电势V_FW的表达式，如式(2)所示；

式(2)中，v_th是热电压；I_sat是PPD的反向饱和电流；ηΦ_PH是PPD的光电流；

1-3.建立反向饱和电流I_sat的表达式如式(3)所示；

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式(3)中，负号表示反向电流的方向与正向电流的方向相反，A_PPD是PPD的面积；D_p是空穴扩散系数；D_n是电子扩散系数；p_n0和n_p0分别是PPD内空穴的热平衡浓度、电子的热平衡浓度，表达式如式(4)和式(5)所示；L_p是PPD的空穴扩散长度，L_n是PPD的电子扩散长度，表达式如式(6)、式(7)所示，

式(4)和(5)中，N_A为受主掺杂浓度；n_i为硅的本征载流子浓度；N_D是施主掺杂浓度；

式(6)和(7)中，τ_p0、τ_n0是过量的空穴寿命、过量的电子寿命；

1-4.建立过量的空穴寿命τ_p0、过量的电子寿命τ_n0、复合率U(N_t～E_t)的表达式分别如式(8)、(9)和(10)所示；

式(8)、(9)和(10)中，N_t为陷阱态密度；σ指PPD的载流子俘获面积；E_t为陷阱能级；E_i为本征费米能级；K为玻尔兹曼常数，T指室温，ν_t是热速度；p是总的空穴浓度，n是总的电子浓度；

1-5.更新反向饱和电流I_sat的表达式如式(11)所示；

将N_A、N_D、L_p、L_n、A_PPD、ν_t用特征系数M表示，如式(12)所示；

1-6.将反向饱和电流I_sat用函数I_sat(N_t～E_t)表示，如式(13)所示；将满阱电势V_FW用函数V_FW(N_t～E_t)表示，如式(14)所示；满阱容量N_FW用函数N_FW(N_t～E_t)表示，如式(15)所示；