[发明专利]一种钳位光电二极管的测试方法以及装置

说明书

本发明的实施方式提供一种钳位光电二极管的测试方法以及装置。该测试方法包括：确定施加于源极与漏极上的第一电压，并监测在第一电压作用下源极和漏极之间的第一测试电流得到第一IV曲线，其中，第一电压包括施加于源极与漏极中一个级的第一静态电压以及施加于源极与漏极中另一个级的第一动态电压；根据第一IV曲线确定施加于源极与漏极上的第二电压，并监测在第二电压作用下源极和漏极之间的第二测试电流得到第二IV曲线，其中，第二电压包括施加于源极与漏极中一个级的第二静态电压以及施加于源极与漏极中另一个级的第二动态电压；根据第一IV曲线和第二IV曲线确定钳位光电二极管中钳位层的钳位电压，钳位层接地。

技术领域

本发明的实施方式涉及微电子技术领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种钳位光电二极管的测试方法以及装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

钳位光电二极管表面形成重掺杂半导体材料层作为钳位层，在钳位层下形成掩埋式光生电荷收集区，从而有助于对PN结进行隔离，抑制Si-SiO₂表面态，减小暗电流的产生，显著提高成像质量。因此钳位光电二极管正逐渐取代常规的PN结光电二极管广泛应用于多种传感器，例如CMOS图像传感器、CCD图像传感器等。然而，在钳位光电二极管中光生电荷收集区位于钳位层下方，使得无法直接对光生电荷收集区施加电压，进而无法对钳位光电二极管的一些性能参数进行测试，尤其是无法实现对钳位电压的测试。钳位电压(Vpin)是一种用于描述钳位光电二极管的电荷存储能力的参数，钳位电压可在一定程度上反映在钳位光电二极管中电荷的传输效率，钳位电压等于光生电荷收集区在全耗尽状态下其内部存储的电荷所能转换得到的电压的最大值。

目前，传统的钳位电压的测试方法通常为直接测试法，即监控悬浮扩散节点注入至光生电荷收集区的电荷，根据这些电荷随着悬浮扩散节点处施加电压Vinj的变化量来调节该电压Vinj，当由悬浮扩散节点向光生电荷收集区注入的电荷为零时将此时电压Vinj作为钳位电压。由于这种直接测试法需要直接在钳位光电二极管阵列上进行测试，导致这种直接测试法不仅实施难度高，还容易造成器件损伤。在每次测试钳位电压时这种直接测试法都需要经过电荷注入、信号读出等多个阶段，导致这种直接测试法的测试效率低。为了防止寄生电流的产生，需要将注入到读出的切换时间控制在几μs内，造成这种直接测试法对实验条件和时序控制的要求较高。

综上，现有技术不能较佳地实现对钳位光电二极管性能参数的测试。

发明内容

在钳位光电二极管中光生电荷收集区位于钳位层下方，使得无法直接对光生电荷收集区施加电压，进而无法对钳位光电二极管的一些性能参数进行测试，尤其是无法实现对钳位电压的测试。本发明人发现，传统的直接测试法需要直接在钳位光电二极管阵列上进行多个阶段的测试，导致这种直接测试法对实验条件和时序控制的要求较高，存在实施难度高，测试效率低，还容易造成器件损伤等问题。

为了克服现有技术存在的问题，本发明中提出了一种钳位光电二极管的测试方法以及装置。

本发明实施方式的第一方面中，提供了一种钳位光电二极管的测试方法，该方法依据于如下结构：钳位光电二极管包括光生电荷收集区、钳位层以及设置在光生电荷收集区两侧的至少两个悬浮扩散节点，其中，至少两个悬浮扩散节点分别为源极和漏极，钳位层接地。该方法包括：确定施加于源极与漏极上的第一电压，并监测在第一电压作用下源极和漏极之间的第一测试电流得到第一IV曲线，其中，第一电压包括施加于源极与漏极中一个级的第一静态电压以及施加于源极与漏极中另一个级的第一动态电压；根据第一IV曲线确定施加于源极与漏极上的第二电压，并监测在第二电压作用下源极和漏极之间的第二测试电流得到第二IV曲线，其中，第二电压包括施加于源极与漏极中一个级的第二静态电压以及施加于源极与漏极中另一个级的第二动态电压；根据第一IV曲线和第二IV曲线确定钳位光电二极管中钳位层的钳位电压。