CMOS图像传感器及其研究

CMOS图像传感器及其研究
CMOS图像传感器及其研究
摘要：介绍了CMOS图像传感器的工作原理，比较了CCD图像传感器与CMOS图像传感器的优
缺点，指出了CMOS图像传感器的技术问题和解决途径，综述了CMOS图像传感器的现状和
发展趋势。
　　关键词：互补金属氧化物半导体；电荷耦合器件；图像传感器
　　1 引言
　　自从上世纪60年代末期，美国贝尔实验室提出固态成像器件概念后，固体图像传感
器便得到了迅速发展，成为传感技术中的一个重要分支，它是PC机多媒体不可缺少的外
设，也是监控中的核心器件。互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感
器与电荷耦合器件（CCD）图像传感器的研究几乎是同时起步，但由于受当时工艺水平的
限制，CMOS图像传感器图像质量差、分辨率低、噪声降不下来和光照灵敏度不够，因而
没有得到重视和发展。而CCD器件因为有光照灵敏度高、噪音低、像素少等优点一直主宰
着图像传感器市场。由于集成电路设计技术和工艺水平的提高，CMOS图像传感器过去存
在的缺点，现在都可以找到办法克服，而且它固有的优点更是CCD器件所无法比拟的，因
而它再次成为研究的热点。
　　70年代初CMOS传感器在NASA的Jet Propulsion
Laboratory(JPL)制造成功，80年代末，英国爱丁堡大学成功试制出了世界第一块单片C
MOS型
图像传感器件，1995年像元数为（128×128）的高性能CMOS有源像素图像传感器由喷气推
进实验室首先研制成功[1]，1997年英国爱丁堡VLSI
Version公司首次实现了CMOS图像传感器的商品化，就在这一年，实用CMOS技术的特征尺
寸已达到0.35mm，东芝研制成功了光敏二极管型APS，其像元尺寸为5.6mm×5.6mm，具有
彩色滤色膜和微透镜阵列，2000年日本东芝公司和美国斯坦福大学采用0.35mm技术开发
的CMOS-APS已成为开发超微型C