基于深亚微米工艺大动态范围、千万像素CMOS图像传感器关键技术研究

CMOS图像传感器是一种集光电转换器、模拟和数字电路为一体的、功能完善的超大规模混合集成系统。相对CCD技术具有低功耗、随机读取、单片集成等优点，具有广泛的应用前景。信息技术的迅速发展，对千万像素、高动态范围CMOS图像传感器需求越来越广。深亚微米CMOS工艺为设计提供了工艺基础，但由于小尺寸器件物理效应，使动态范围小和噪声高成为高性能CMOS图像传感器发展的瓶颈，特别是电源电压的降低使噪声特性更为显著。本项目研究深亚微米条件下CMOS图像传感器动态范围扩展和噪声抑制技术。主要从理论上研究阱电容调节、多次采样和局部曝光技术扩展动态范围的机理；通过加入消噪电路来抑制失配带来的固定模式噪声、数字噪声，进一步探索动态范围扩展和噪声抑制技术的像素级电路实现。研究成果能为在深亚微米条件下设计高性能CMOS图像传感器提供可行性理论指导，并应用于高清晰、大动态范围CMOS图像传感器的设计。