CN111208401B - 一种钳位光电二极管的测试方法以及装置 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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。
在本发明的一个实施例中,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,包括:将第一静态电压设置为初始电压,并控制第一动态电压于从第一初值到第一最大值的第一动态变化范围内动态遍历;在第一动态电压动态遍历时监测经过源极和漏极之间的第一测试电流得到第一IV曲线。
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,包括:根据第一IV曲线确定钳位层的第一钳位电压值;将第二静态电压设置为第一钳位电压值,并控制第二动态电压于从第二初值到第二最大值的第二动态变化范围内动态遍历;在第二动态电压动态遍历时监测经过源极和漏极之间的第二测试电流得到第二IV曲线。
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,包括:根据第二IV曲线确定钳位层的第二钳位电压值;根据第一钳位电压值和第二钳位电压值确定钳位层的钳位电压。
在本发明的一个实施例中,根据第一IV曲线确定钳位层的第一钳位电压值,包括:当第一测试电流停止随电压的升高而趋于饱和时,将第一测试电流对应的第一动态电压值确定为第一钳位电压值。
在本发明的一个实施例中,根据第二IV曲线确定钳位层的第二钳位电压值,包括:当第二测试电流停止随电压的升高而趋于平稳时,将第二测试电流对应的第二动态电压值确定为第二钳位电压值。
在本发明的一个实施例中,钳位光电二极管还包括半导体衬底,半导体衬底接地。
在本发明的一个实施例中,钳位光电二极管还包括至少两个传输栅,至少两个传输栅连接于光生电荷收集区与至少两个悬浮扩散节点之间。
在本发明的一个实施例中,施加于至少两个传输栅的栅极电压不小于至少两个传输栅的阈值电压;且栅极电压小于至少两个传输栅的击穿电压。
在本发明实施方式的第二方面中,提供了一种钳位光电二极管的测试装置,用于执行如第一方面任一所述的方法,钳位光电二极管包括光生电荷收集区、钳位层以及设置在所述光生电荷收集区两侧的至少两个悬浮扩散节点,其中,所述至少两个悬浮扩散节点分别为源极和漏极,钳位层接地;所述测试装置包括:第一监测单元,用于确定施加于所述源极与所述漏极上的第一电压,并监测在所述第一电压作用下所述源极和所述漏极之间的第一测试电流得到第一IV曲线,其中,所述第一电压包括施加于所述源极与所述漏极中一个级的第一静态电压以及施加于所述源极与所述漏极中另一个级的第一动态电压;第二监测单元,用于根据所述第一IV曲线确定施加于所述源极与所述漏极上的第二电压,并监测在所述第二电压作用下所述源极和所述漏极之间的第二测试电流得到第二IV曲线,其中,所述第二电压包括施加于所述源极与所述漏极中一个级的第二静态电压以及施加于所述源极与所述漏极中另一个级的第二动态电压;处理单元,用于根据所述第一IV曲线和所述第二IV曲线确定所述钳位光电二极管中钳位层的钳位电压。
在本发明实施方式的第三方面中,提供了一种钳位光电二极管,如第二方面所述的测试装置,所述测试装置用于执行如第一方面任一所述的方法,钳位光电二极管包括:所述光生电荷收集区,用于接收辐射生产光生电荷;所述至少两个悬浮扩散节点,设置于所述光生电荷收集区两侧,至少两个悬浮扩散节点作为所述测试装置的源极和漏极。
在本发明实施方式的第四方面中,提供了一种阵列,包括多个如第三方面所述的钳位光电二极管以及至少一个如第二方面所述的测试装置,所述测试装置用于执行第一方面任一所述的方法。
本发明实施例提供的技术方案中,通过将钳位光电二极管的至少两个悬浮扩散节点分别作为源极和漏极,控制施加于源极和漏极的第一电压并监测经过源极和漏极之间的测试电流得到第一IV曲线,基于第一IV曲线确定加于源极和漏极的第二电压并监测经过源极和漏极之间的测试电流得到第二IV曲线,从而综合第一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,实现了对钳位光电二极管中钳位层的钳位电压的测试,避免了直接在钳位光电二极管阵列上进行多个阶段的测试造成的器件损伤,降低了测试实施难度,提高了测试效率。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述,本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中,以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式,其中:
图1A示意性地示出了本发明实施例涉及的一种钳位光电二极管的结构示意图;
图1B示意性地示出了本发明实施例涉及的另一种钳位光电二极管的结构示意图;
图2示意性地示出了本发明实施例涉及的一种钳位光电二极管的测试方法的流程示意图;
图3示意性地示出了本发明实施例涉及的一种IV曲线的示意图;
图4示意性地示出了本发明实施例涉及的另一种IV曲线的示意图;
图5示意性地示出了本发明实施例涉及的一种钳位光电二极管的测试装置的结构示意图。
在附图中,相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
具体实施方式
下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解,给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明,而并非以任何方式限制本发明的范围。相反,提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整,并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明人发现,现有技术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。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。
本发明通过将至少两个悬浮扩散节点分别作为源极和漏极,设置钳位层接地,从而构建出结型场效应晶体管(Junction Field-Effect Transistor,JFET),并控制施加于源极和漏极的电压进行多次变化以形成多次夹断得到经过源极和漏极之间的测试电流的多条变化曲线,从而依据于JFET的饱和特性综合这多条变化曲线来确定钳位光电二极管中钳位层的钳位电压,实现了对钳位光电二极管中钳位层的钳位电压的测试,避免了直接在钳位光电二极管阵列上进行多个阶段的测试造成的器件损伤,降低了测试实施难度,提高了测试效率。
在介绍了本发明的基本原理之后,下面具体介绍本发明的各种非限制性实施方式。
本发明实施例可以应用于微电子元件的检测场景,尤其是钳位光电二极管的检测场景。本发明实施例涉及的微电子元件包括但不限于一个或多个钳位光电二极管、钳位光电二极管阵列、其他微电子元件或阵列。本发明实施例可以适用于钳位电压的测试,也可以适用于其他参数的测试,例如IV曲线。
本发明实施例提供了一种钳位光电二极管,例如该钳位光电二极管的架构可以如图1A所示,包括光生电荷收集区以及至少两个悬浮扩散节点(即源极和漏极)。该钳位光电二极管的工作原理如下:光生电荷收集区用于接收辐射生产光生电荷;至少两个悬浮扩散节点设置于光生电荷收集区两侧,该至少两个悬浮扩散节点作为测试装置的源极和漏极,通过施加于源极和漏极的电压进行多次变化以形成多次夹断得到经过源极和漏极之间的测试电流的多条变化曲线,从而根据这多条变化曲线来确定钳位光电二极管中钳位层的钳位电压;钳位层接地。可选的,传输单元包括但不限于传输栅、传输节点、电荷转移栅级。
需要说明的是,本发明实施例中并不限定钳位光电二极管的架构,例如该钳位光电二极管的架构也可以如图1B所示。
通过将钳位光电二极管的至少两个悬浮扩散节点分别作为源极和漏极,并控制施加于源极和漏极的电压进行多次变化以形成多次夹断得到经过源极和漏极之间的测试电流的多条变化曲线,从而结合这多条变化曲线来确定钳位光电二极管中钳位层的钳位电压,实现了对钳位光电二极管中钳位层的钳位电压的测试,避免了直接在钳位光电二极管阵列上进行多个阶段的测试造成的器件损伤,降低了测试实施难度,提高了测试效率。
下面结合上文所示的应用场景以及钳位光电二极管,参考图2来描述根据本发明示例性实施方式的方法。需要注意的是,上述应用场景仅是为了便于理解本发明的精神和原理而示出,本发明的实施方式在此方面不受任何限制。相反,本发明的实施方式可以应用于适用的任何场景。
本发明实施例提供了一种钳位光电二极管的测试方法,该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。如图2所示,该测试方法包括:
S201、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;
S202、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;
S203、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。
钳位光电二极管还包括半导体衬底,该半导体衬底接地。进一步的,形成光生电荷收集区的掺杂材料可以与形成半导体衬底以及钳位层的掺杂材料不同。以形成光生电荷收集区的掺杂材料可以为N型材料,形成半导体衬底以及钳位层的掺杂材料可以为P型材料为例,将钳位光电二极管的半导体衬底和钳位层接地,可以使得光生电荷收集区、半导体衬底以及钳位层形成N沟道JFET。实际上,本发明主要依据于光生电荷收集区、半导体衬底以及钳位层形成的JFET的饱和特性测试钳位电压。
需要说明的是,本发明实施例中,作为漏极的悬浮扩散节点也可以变更为源极,同理作为源极的悬浮扩散节点也可以变更为漏极,本发明实施例中对作为源极和漏极的悬浮扩散节点并不限定。
本发明实施例中,钳位光电二极管还包括至少两个传输栅,至少两个传输栅连接于光生电荷收集区与至少两个悬浮扩散节点之间。可选的,施加于至少两个传输栅的栅极电压不小于至少两个传输栅的阈值电压,并且,栅极电压小于至少两个传输栅的击穿电压。
为了平衡光生电荷收集区与传输栅下方沟道的势垒和场调制效应对钳位电压的测试结果的影响,至少两个传输栅的栅极电压的取值范围可以是3V-4.3V。增大栅极电压可以降低光生电荷收集区与传输栅下方沟道的势垒对钳位电压的测试结果的影响,可以增强场调制效应以及升高传输栅的饱和容限,从而使得对钳位电压的测试过程中传输栅均处于线性工作区,保证对钳位电压的测试结果符合JFET的饱和特性。较佳的,至少两个传输栅的栅极电压的取值可以是4V。
本发明实施例中,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。S201的一种可能实现方式中,将第一静态电压设置为初始电压,并控制第一动态电压于从第一初值到第一最大值的第一动态变化范围内动态遍历,在第一动态电压动态遍历时监测经过源极和漏极之间的第一测试电流得到第一IV曲线。本发明实施例涉及的第一IV曲线主要用于描述在第一电压的作用下第一测试电流与源极电压之间的关系,示例性的,第一IV曲线如图3。
本发明实施例中,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。对应于S201,S202的一种可能实现方式中,根据第一IV曲线确定钳位层的第一钳位电压值,将第二静态电压设置为第一钳位电压值,并控制第二动态电压于从第二初值到第二最大值的第二动态变化范围内动态遍历,在第二动态电压动态遍历时监测经过源极和漏极之间的第二测试电流得到第二IV曲线。本发明实施例涉及的第二IV曲线主要用于描述在第二电压的作用下第二测试电流与源极电压之间的关系,示例性的,第二IV曲线如图4。
具体的,S202中根据第一IV曲线确定钳位层的第一钳位电压值的具体实施方式为,当第一测试电流停止随源极电压的升高而趋于饱和时,将第一测试电流对应的第一动态电压值确定为第一钳位电压值。
下面将结合图3举例说明根据第一IV曲线确定钳位层的第一钳位电压值的原理:在S201之前,将栅极电压设置为预设值,钳位层接地,施加于漏极的漏极电压设置为源漏极饱和电压从而源极和漏极之间的JFET处于饱和区,即源极和漏极之间的JFET处于预夹断状态。S201中,将施加于漏极的第一静态电压设置为初始电压,并控制施加于源极的第一动态电压从第一初值开始逐渐增大到第一最大值,施加于源极的第一动态电压的增大过程中源极耗尽层逐渐展宽,沟道变窄;在第一动态电压动态遍历时监测经过源极和漏极之间的第一测试电流;当监测到经过源极和漏极之间的第一测试电流趋于饱和,则根据监测到的第一测试电流生成第一IV曲线,该IV曲线如图3所示。当第一测试电流随第一动态电压的升高而趋于饱和时,说明此时源极和漏极之间的JFET处于完全夹断状态,根据以下公式1可知,当第一测试电流趋于饱和时第一测试电流对应的第一动态电压等于钳位电压。S202中当第一测试电流停止随源极电压的升高而趋于饱和时,从第一IV曲线中获取此时第一测试电流对应的第一动态电压值,并将获取到的第一动态电压值确定为第一钳位电压值。
公式1中,IDS为第一测试电流,IDSS为源漏极饱和电流,Vp为钳位电压,VSG为源极与栅极之间的压差。在本发明实施例中,钳位层等效为栅极,由于钳位层接地,因此VSG等于施加在源极上的源极电压。
S203中,根据第二IV曲线确定钳位层的第二钳位电压值,根据第一钳位电压值和第二钳位电压值确定钳位层的钳位电压。
具体的,S203中根据第二IV曲线确定钳位层的第二钳位电压值的具体实施方式为,当第二测试电流停止随电压的升高而趋于平稳时,将第二测试电流对应的第二动态电压值确定为第二钳位电压值。
下面将结合图4举例说明根据第二IV曲线确定钳位层的第二钳位电压值的原理:S202中,将施加于源极的第二静态电压设置为第一钳位电压值,并控制施加于漏极的第二动态电压从第二初值调高到第二最大值,此过程中监测经过源极和漏极之间的第二测试电流,根据监测到的第二测试电流生成第二IV曲线。以图4所示的曲线为例,在调高第二动态电压的过程中源极和漏极之间的JFET先处于线性区,再随着第二动态电压的升高经过源极和漏极之间的第二测试电流逐渐升高,最终源极和漏极之间的JFET进入饱和区。当第二测试电流停止随漏极电压的升高而趋于平稳时,说明此时源极和漏极之间的JFET进入饱和区,即源极和漏极之间的JFET处于夹断状态,此时第二测试电流对应的第二动态电压值等于第二钳位电压值。
本发明实施例提供的钳位光电二极管的测试方法,通过将至少两个悬浮扩散节点分别作为源极和漏极,并设置钳位层接地,从而构建出JFET,并控制施加于源极和漏极的电压进行多次变化以形成多次夹断得到经过源极和漏极之间的测试电流的多条变化曲线,从而依据于JFET的饱和特性综合这多条变化曲线来确定钳位层的钳位电压,实现了对钳位光电二极管中钳位层的钳位电压的测试,避免了直接在钳位光电二极管阵列上进行多个阶段的测试造成的器件损伤,降低了测试实施难度,提高了测试效率。
本发明实施例提供了一种钳位光电二极管的测试装置,如图5所示。该钳位光电二极管至少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,至少两个悬浮扩散节点分别为源极和漏极,钳位层接地。图5示出的该钳位光电二极管的测试装置包括:第一监测单元、第二监测单元以及处理单元。其中,
第一监测单元,用于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;
第二监测单元,用于根据第一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;
处理单元,用于根据第一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。
需说明的是,该钳位光电二极管的测试装置用于执行图2对应的实施例提供的任一项测试方法。
本发明还提供了示例性实施的一种阵列,该阵列包括多个钳位光电二极管以及至少一个图5对应的实施例任一项的钳位光电二极管的测试装置。其中,需说明的是,图5对应的实施例任一项的钳位光电二极管的测试装置用于执行图2对应的实施例提供的任一项测试方法。
应当注意,尽管在上文详细描述中提及了装置的若干单元/模块或子单元/模块,但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上,根据本发明的实施方式,上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之,上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。
此外,尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作,但是,这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作,或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地,可以省略某些步骤,将多个步骤合并为一个步骤执行,和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理,但是应该理解,本发明并不限于所公开的具体实施方式,对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益,这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。
Claims (10)
1.一种钳位光电二极管的测试方法,其特征在于,所述钳位光电二极管包括光生电荷收集区、钳位层以及设置在所述光生电荷收集区两侧的至少两个悬浮扩散节点,其中,所述至少两个悬浮扩散节点分别为源极和漏极,所述钳位层接地;所述测试方法包括:
确定施加于所述源极与所述漏极上的第一电压,并监测在所述第一电压作用下所述源极和所述漏极之间的第一测试电流得到第一IV曲线,其中,所述第一电压包括施加于所述源极与所述漏极中一个级的第一静态电压以及施加于所述源极与所述漏极中另一个级的第一动态电压;
根据所述第一IV曲线确定施加于所述源极与所述漏极上的第二电压,并监测在所述第二电压作用下所述源极和所述漏极之间的第二测试电流得到第二IV曲线,其中,所述第二电压包括施加于所述源极与所述漏极中一个级的第二静态电压以及施加于所述源极与所述漏极中另一个级的第二动态电压;
根据所述第一IV曲线和所述第二IV曲线确定所述钳位光电二极管中钳位层的钳位电压。
2.如权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述确定施加于所述源极与所述漏极上的第一电压,并监测在所述第一电压作用下所述源极和所述漏极之间的第一测试电流得到第一IV曲线,包括:
将所述第一静态电压设置为初始电压,并控制所述第一动态电压于从第一初值到第一最大值的第一动态变化范围内动态遍历;
在所述第一动态电压动态遍历时监测经过所述源极和所述漏极之间的第一测试电流得到所述第一IV曲线;
所述根据所述第一IV曲线确定施加于所述源极与所述漏极上的第二电压,并监测在所述第二电压作用下所述源极和所述漏极之间的第二测试电流得到第二IV曲线,包括:
根据所述第一IV曲线确定所述钳位层的第一钳位电压值;
将所述第二静态电压设置为第一钳位电压值,并控制所述第二动态电压于从第二初值到第二最大值的第二动态变化范围内动态遍历;
在所述第二动态电压动态遍历时监测经过所述源极和所述漏极之间的第二测试电流得到所述第二IV曲线;
所述根据所述第一IV曲线和所述第二IV曲线确定所述钳位光电二极管中钳位层的钳位电压,包括:
根据所述第二IV曲线确定所述钳位层的第二钳位电压值;
根据所述第一钳位电压值和所述第二钳位电压值确定所述钳位层的钳位电压。
3.如权利要求2所述的测试方法,其特征在于,所述根据所述第一IV曲线确定所述钳位层的第一钳位电压值,包括:
当所述第一测试电流停止随电压的升高而趋于饱和时,将所述第一测试电流对应的所述第一动态电压值确定为所述第一钳位电压值。
4.如权利要求2所述的测试方法,其特征在于,所述根据所述第二IV曲线确定所述钳位层的第二钳位电压值,包括:
当所述第二测试电流停止随电压的升高而趋于平稳时,将所述第二测试电流对应的所述第二动态电压值确定为所述第二钳位电压值。
5.如权利要求1至4任一所述的测试方法,其特征在于,其中,所述钳位光电二极管还包括半导体衬底,所述半导体衬底接地。
6.如权利要求1至4任一所述的测试方法,其特征在于,其中,所述钳位光电二极管还包括至少两个传输栅,所述至少两个传输栅连接于所述光生电荷收集区与所述至少两个悬浮扩散节点之间。
7.如权利要求6所述的测试方法,其特征在于,施加于所述至少两个传输栅的栅极电压不小于所述至少两个传输栅的阈值电压;且
所述栅极电压小于所述至少两个传输栅的击穿电压。
8.一种钳位光电二极管的测试装置,其特征在于,用于执行如权利要求1至7任一所述的方法,所述钳位光电二极管包括光生电荷收集区、钳位层以及设置在所述光生电荷收集区两侧的至少两个悬浮扩散节点,其中,所述至少两个悬浮扩散节点分别为源极和漏极,所述钳位层接地;所述测试装置包括:
第一监测单元,用于确定施加于所述源极与所述漏极上的第一电压,并监测在所述第一电压作用下所述源极和所述漏极之间的第一测试电流得到第一IV曲线,其中,所述第一电压包括施加于所述源极与所述漏极中一个级的第一静态电压以及施加于所述源极与所述漏极中另一个级的第一动态电压;
第二监测单元,用于根据所述第一IV曲线确定施加于所述源极与所述漏极上的第二电压,并监测在所述第二电压作用下所述源极和所述漏极之间的第二测试电流得到第二IV曲线,其中,所述第二电压包括施加于所述源极与所述漏极中一个级的第二静态电压以及施加于所述源极与所述漏极中另一个级的第二动态电压;
处理单元,用于根据所述第一IV曲线和所述第二IV曲线确定所述钳位光电二极管中钳位层的钳位电压。
9.一种钳位光电二极管,其特征在于,包括如权利要求8所述的测试装置,所述测试装置用于执行如权利要求1至7任一所述的方法,所述钳位光电二极管包括:
所述光生电荷收集区,用于接收辐射生产光生电荷;
所述至少两个悬浮扩散节点,设置于所述光生电荷收集区两侧,至少两个悬浮扩散节点作为所述测试装置的源极和漏极。
10.一种阵列,其特征在于,包括多个如权利要求9所述的钳位光电二极管以及至少一个如权利要求8所述的测试装置,所述测试装置用于执行如权利要求1至7任一所述的方法。
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4021748A (en) * | 1974-12-23 | 1977-05-03 | Sony Corporation | Amplifier with field effect transistors having triode-type dynamic characteristics |
JPS6372207A (ja) * | 1986-09-13 | 1988-04-01 | Fujitsu Ltd | 差動増幅回路 |
US6043638A (en) * | 1998-11-20 | 2000-03-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Reference voltage generating circuit capable of generating stable reference voltage independent of operating environment |
US6137278A (en) * | 1998-05-15 | 2000-10-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Clamping circuit |
CN1357973A (zh) * | 2000-11-02 | 2002-07-10 | 加利福尼亚微设备公司 | 终端电路及其方法 |
CN102386101A (zh) * | 2010-08-20 | 2012-03-21 | 长城半导体公司 | 用于便携电子装置和数据处理中心的半导体器件以及形成低压mosfet的方法 |
DE102011079569A1 (de) * | 2011-07-21 | 2013-01-24 | Hs Elektronik Systeme Gmbh | Aktive Transistor-Klemmschaltung |
CN105790740A (zh) * | 2015-01-14 | 2016-07-20 | 英飞凌科技股份有限公司 | 功率开关装置 |
CN108321144A (zh) * | 2017-01-18 | 2018-07-24 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 静电放电钳位器件以及静电放电钳位电路 |
-
2018
- 2018-11-22 CN CN201811401039.9A patent/CN111208401B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4021748A (en) * | 1974-12-23 | 1977-05-03 | Sony Corporation | Amplifier with field effect transistors having triode-type dynamic characteristics |
JPS6372207A (ja) * | 1986-09-13 | 1988-04-01 | Fujitsu Ltd | 差動増幅回路 |
US6137278A (en) * | 1998-05-15 | 2000-10-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Clamping circuit |
US6043638A (en) * | 1998-11-20 | 2000-03-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Reference voltage generating circuit capable of generating stable reference voltage independent of operating environment |
CN1357973A (zh) * | 2000-11-02 | 2002-07-10 | 加利福尼亚微设备公司 | 终端电路及其方法 |
CN102386101A (zh) * | 2010-08-20 | 2012-03-21 | 长城半导体公司 | 用于便携电子装置和数据处理中心的半导体器件以及形成低压mosfet的方法 |
DE102011079569A1 (de) * | 2011-07-21 | 2013-01-24 | Hs Elektronik Systeme Gmbh | Aktive Transistor-Klemmschaltung |
CN105790740A (zh) * | 2015-01-14 | 2016-07-20 | 英飞凌科技股份有限公司 | 功率开关装置 |
CN108321144A (zh) * | 2017-01-18 | 2018-07-24 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 静电放电钳位器件以及静电放电钳位电路 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Study on voltage clamping and self-humidification effects of pem fuel cell system with dual recirculation based on orthogonal test method;XingwangZhao 等;《International Journal of Hydrogen Energy》;20180816;第43卷(第33期);第16268-16278页 * |
一种采用无损有源箝位辅助电路的软开关高频链DC-AC变换器;周翔 等;《中国电机工程学报》;20170220;第37卷(第4期);第1197-1207页 * |
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Publication number | Publication date |
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