Near-Infrared Detection Characteristics of Gate/Body-Tied PMOSFET-Type Photodetector :Gate/Body-Tied PMOSFET 형 광 검출기의 근적외선 검출 특성

이준우

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이준우 (경북대학교, 경북대학교 일반대학원)

지도교수: 신장규.

발행연도: 2020

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2020

Near-Infrared Detection Characteristics of Gate/Body-Tied PMOSFET-Type Photodetector

이준우 전자공학부 2020.01 학위논문

2018

CMOS Binary Image Sensor with Gate/Body-Tied PMOSFET-Type Photodetector for Low-Power and Low-Noise Operation

이준우 , 최평 , 최병수 외 5명 센서학회지 2018.01 학술저널

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GBT 광 검출기는 게이트와 바디가 묶여있는 형태로 n-well 과 p-sub 사이의 공핍층 영역에서 생성된 전자가 게이트 전압을 낮추게 되고 더 많은 정공이 흐르게 되어 고감도 소자로서 이용이 가능하다는 것이 다른 연구들을 통해 증명 되었다. 본 논문에서는 이러한 GBT 광 검출기를 가시광선 영역을 넘어 적외선 영역에서도 고감도 소자로 이용이 가능한지에 대한 연구를 수행하였다. 실리콘에서는 1,100nm 의 파장대역까지 검출이 가능하다. 또한 파장이 길어질수록 흡수 깊이가 커진다는 특징이 있다. GBT 광 검출기는 약 1.5μm의 깊이에서 생성 된다. 따라서 일반적인 PN 접합 포토다이오드와 비교하여 더 넓은 파장 대역까지 검출이 가능한 특징이 있다. 본 논문에서는 UMC 0.11μm CIS 공정을 통하여 게이트의 L, W, W/L 의 비율을 가변하면서 16 개의 TEG를 구성하였고 그에 대한 분석을 하여 빛에 의한 포토커런트의 실험식을 작성 하였다. 또한 기존의 PN 접합 포토다이오드와 비교하여 적외선 영역에서도 GBT 광 검출기의 고감도 특성을 확인하였다.

#CMOS image sensor #Photodetector #Near-infrared sensor

1. Introduction 1
2. Background 4
2.1 Background knowledges of image sensor 4
2.1.1 Photoconversion 4
2.1.2 Active pixel sensor (APS) 7
2.2 Gate/body-tied (GBT) PMOSFET type photodetector 9
2.2.1 Operating principle 9
2.3 Infrared detection 14
2.3.1 Infrared region by wavelength 14
2.3.2 Types of infrared photodetector 15
2.3.3 GBT photodetector for infrared detection 16
3. Experimental results and discussions 19
3.1 Design of the GBT photodetector 19
3.2 Measurement environment 22
3.3 Photocurrent of photodetector according to W/L ratio 24
3.4 Photocurrent with various shape photodetector to increase W/L ratio 29
3.5 Comparison of responsivity between GBT photodetector and PN junction photodiode according to wavelength 30
3.6 Photocurrent of GBT photodetector according to optical power 32
3.7 Discussions 34
4. Conclusion 35
Reference 36
Abstract in Korean 38

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