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[IEEE 2019 IEEE 46th Photovoltaic Specialists Conference (PVSC) - Chicago, IL, USA (2019.6.16-2019.6.21)] 2019 IEEE 46th Photovoltaic Specialists Conference (PVSC) - Evaluation of Carrier Trapping in SiN <sub/>x</sub> Towards Ion Migration Measurements

DOI：10.1109/pvsc40753.2019.8980850 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： A low temporal read noise and high conversion gain reset-gate-less CMOS image sensor (CIS) has been developed and demonstrated for the first time at photoelectron-counting-level imaging. To achieve a high pixel conversion gain without fine or special processes, the proposed pixel has two unique structures: 1) coupling capacitance between the transfer gate and floating diffusion (FD) and 2) coupling capacitance between the reset gate and FD, for removing parasitic capacitances around the FD node. As a result, a CIS with the proposed pixels is able to achieve a high pixel conversion gain of 220 μV/e? and a low read noise of 0.27e? rms using correlated multiple-sampling-based readout circuitry.
作者： Min-Woong Seo，Shoji Kawahito，Keiichiro Kagawa，Keita Yasutomi
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

To develop and demonstrate a CMOS image sensor with low temporal read noise and high conversion gain for photoelectron-counting-level imaging.

研究成果

The developed CMOS image sensor achieves an extremely low read noise level of 0.27e? rms and a high conversion gain of 220 μV/e?, enabling photoelectron-counting-level imaging. This performance is suitable for scientific cameras and applications requiring both photon-counting-level sensitivity and sufficient dynamic range.

研究不足

The need for a high voltage over 20 V for FD reset and potential pixel uniformity issues due to global reset, which may introduce fixed pattern noise (FPN).

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