← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2021第8期Image Sensors180nm
High-V oltage CMOS Active Pixel Sensor Ivan Peric Attilio Andreazza Heiko Augus
高压CMOS有源像素传感器用于电离粒子检测，采用深n阱工艺实现快速信号检测。
4.2cm²大面积传感器，30µm耗尽区深度
高压CMOS有源像素传感器深n阱电离粒子检测低掺杂基底
▸创新点1：高压CMOS传感器设计（方法创新）。通过在高负电压下偏置p型基底，结合低掺杂基底，实现了至少30 µm的耗尽区深度，显著提高了传感器的电荷收集效率。
▸创新点2：深n阱工艺应用（工艺创新）。利用CMOS工艺中的深n阱选项，将传感器电极嵌入深n阱中，同时将CMOS像素电子器件置于浅阱内，实现了传感器与电子器件的高效集成。
▸创新点3：低掺杂基底实现大耗尽区（材料创新）。采用低掺杂基底材料，结合高负电压偏置，显著扩大了耗尽区深度，提升了传感器对电离粒子的探测灵敏度和响应速度。
▸创新点4：商业180-nm工艺实现大面积传感器（系统创新）。在商用180-nm工艺基础上成功实现了4.2 cm²的大面积HVCMOS像素传感器，展示了该技术在高能物理探测等领域的应用潜力。
Abstract
The high-voltage CMOS (HVCMOS) sensors are a
novel type of CMOS active pixel sensors for ionizing particles that
can be implemented in CMOS processes with deep n-well option.
The pixel contains one sensor electrode formed with a deep
n-well implanted in a p-type substrate. CMOS pixel electronics,
embedded in shallow wells, are placed inside the deep n-well.
By biasing the substrate with a high negative voltage and by
the use of a lowly doped substrate, a depleted region depth of
at least 30 µm c