| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-16页 |
| 1.1 图像传感器概述 | 第10-11页 |
| 1.1.1 图像传感器的发展 | 第10-11页 |
| 1.1.2 面阵图像传感器与线阵图像传感器 | 第11页 |
| 1.2 TDI 型图像传感器的发展现状 | 第11-13页 |
| 1.3 基于 TDI 型 CMOS 图像传感器的像素设计的意义 | 第13页 |
| 1.4 本论文的内容安排和主要创新点 | 第13-15页 |
| 1.5 本章小结 | 第15-16页 |
| 第二章 CMOS 图像传感器基本原理及性能评测方法 | 第16-29页 |
| 2.1 CMOS 图像传感器的基本结构 | 第16-17页 |
| 2.2 CMOS 图像传感器的感光单元 | 第17-22页 |
| 2.2.1 半导体的光吸收 | 第17-18页 |
| 2.2.2 光生电荷的收集 | 第18-19页 |
| 2.2.3 基本有源像素结构 | 第19-22页 |
| 2.3 CMOS 图像传感器的成像模型及评测方法 | 第22-28页 |
| 2.3.1 CMOS 图像传感器的成像模型 | 第22-23页 |
| 2.3.2 CMOS 图像传感器的评测方法 | 第23-28页 |
| 2.4 本章小结 | 第28-29页 |
| 第三章 TDI 型 CMOS 图像传感器的工作方式及像素的设计考虑 | 第29-37页 |
| 3.1 TDI 型 CMOS 图像传感器的工作原理 | 第29-31页 |
| 3.2 TDI 型 CMOS 图像传感器的曝光方式与像素设计考虑 | 第31-33页 |
| 3.2.1 全局式曝光与滚筒式曝光 | 第31-32页 |
| 3.2.2 曝光方式与像素结构的选取 | 第32-33页 |
| 3.3 TDI 型 CMOS 图像传感器的多级累加与像素设计考虑 | 第33-35页 |
| 3.3.1 多级累加对像素暗电流水平的要求 | 第33-34页 |
| 3.3.2 多级累加对像素全阱容量的要求 | 第34-35页 |
| 3.4 TDI 型 CMOS 图像传感器的渡越时间与像素设计考虑 | 第35-36页 |
| 3.4.1 渡越时间对像素尺寸的要求 | 第35页 |
| 3.4.2 渡越时间对像素中电荷转移速度的要求 | 第35-36页 |
| 3.5 本章小结 | 第36-37页 |
| 第四章 TDI 型 CMOS 图像传感器像素设计优化及测试数据分析 | 第37-94页 |
| 4.1 4T 像素的结构及工艺实现 | 第37-45页 |
| 4.1.1 4T 像素基本结构 | 第37-40页 |
| 4.1.2 基于 CMOS 平台的像素工艺流程 | 第40-45页 |
| 4.2 面向快速电荷转移的 4T 像素设计与优化 | 第45-65页 |
| 4.2.1 PD 区域注入层及其优化设计 | 第46-53页 |
| 4.2.2 电子传输路径的优化设计 | 第53-62页 |
| 4.2.3 复位管的阈值调整注入 | 第62-65页 |
| 4.3 面向低暗电流的 4T 像素设计与优化 | 第65-70页 |
| 4.3.1 暗电流的产生机理 | 第65-68页 |
| 4.3.2 PD 的表面注入与 STI 隔离注入 | 第68-69页 |
| 4.3.3 传输管区域引入的暗电流 | 第69-70页 |
| 4.4 像素测试结果分析及像素设计方案优化 | 第70-88页 |
| 4.4.1 N-PD 注入对像素性能的影响分析 | 第71-73页 |
| 4.4.2 APT 注入与 RST-VT 注入对像素性能的影响分析 | 第73-75页 |
| 4.4.3 P-PD 注入对像素性能的影响分析 | 第75-78页 |
| 4.4.4 APT 注入与 TG-NU 注入位置对像素性能的影响分析 | 第78-80页 |
| 4.4.5 光响应曲线的非正常跳变分析及电荷转移模型的建立 | 第80-86页 |
| 4.4.6 PD-NU 注入对像素性能的影响分析 | 第86-88页 |
| 4.5 像素设计方案的优选及图像传感器初样芯片 | 第88-93页 |
| 4.5.1 像素设计方案的优选 | 第88-89页 |
| 4.5.2 图像传感器初样芯片 | 第89-93页 |
| 4.6 本章小结 | 第93-94页 |
| 第五章 TDI 型 CMOS 图像传感器的功能拓展研究 | 第94-121页 |
| 5.1 面向低功耗设计的像素内电荷域累加研究 | 第94-102页 |
| 5.1.1 低功耗累加方案分析 | 第94-96页 |
| 5.1.2 基于像素内电荷累加的 TDI 时序设计 | 第96-98页 |
| 5.1.3 可实现两级电荷转移的像素设计 | 第98-99页 |
| 5.1.4 像素内电荷累加功能验证与分析 | 第99-102页 |
| 5.2 面向高动态范围设计的像素结构优化及累加方案研究 | 第102-112页 |
| 5.2.1 适用于 TDI 型图像传感器动态范围的扩展方法 | 第103-106页 |
| 5.2.2 高转换增益像素的优化设计 | 第106-108页 |
| 5.2.3 适用于动态范围扩展的数字域累加方案 | 第108-110页 |
| 5.2.4 传感器动态范围扩展方案验证与分析 | 第110-112页 |
| 5.3 面向 3T 像素低复位噪声设计的跨行双采样方案研究 | 第112-120页 |
| 5.3.1 传统双采样方案 | 第113-114页 |
| 5.3.2 低噪声跨行双采样方案 | 第114-117页 |
| 5.3.3 跨行双采样方案的噪声分析 | 第117-119页 |
| 5.3.4 低复位噪声设计仿真验证及分析 | 第119-120页 |
| 5.4 本章小结 | 第120-121页 |
| 第六章 总结与展望 | 第121-123页 |
| 6.1 论文工作总结 | 第121-122页 |
| 6.2 下一步工作的展望 | 第122-123页 |
| 参考文献 | 第123-131页 |
| 发表论文和参加科研情况说明 | 第131-132页 |
| 致谢 | 第132页 |
