Pixel & Image sensor

- Vth 소자적 관점에서 보면 더 디테일하게 들어가겠지만 회로적 관점에서 Vth는 심플하다. 아래 그림에서 Vg에 양의 전압을 인가해주면 p-substrate일 경우, electron들이 oxide와 Si의 표면에 모이게된다.(Si 표면의 potential이 높아지기 때문) 이 때, Si 표면에 걸리는 전압을 구하기 위해서는 Vg에서 MOS interface에 걸리는 전압을 빼주어야하는데 이 전압을 Vth라고 한다.- Pinch off 만약 위 그림에서 Vgs에 전압을 인가하지 않고 Vds에 전압을 인가하면 어떻게 될까? potential 관점에서 보게되면 drain 쪽의 potential이 높아지고 반대로 source쪽에 가까워 질수록 potential은 서서히 낮아질것이다. 따라서 아래 왼쪽 그림(..

2023 IEDM에 투고된 논문으로 캐논에서 나온 PDAF 논문이다. 나의 전공이었으나 어느덧 전공과 멀어진.. 볼때마다 애착이 가는 PDAF픽셀이다. PDAF란, phase detection auto-focusing의 약자로 위상을 감지해 상의 초점을 맞추는 기술을 뜻한다. 사람은 두개의 눈을 가졌기에 초점을 맞출 수 있다. 그리고 눈에 힘을주면 멀리있는게 선명히 보이고, 힘을 좀 풀면 가까히 있는게 선명히 보인다. 이렇듯, 이미지 센서에서도 2개의 픽셀을 이용해 감도를 비교하며 초점을 맞춘다. 그리고 상을 정확히 맺게하기 위해 module에 포함됨 actuator를 움직이게하여 선명한 이미지 구현을 돕는다. 정확하지 않으나 1개의 픽샐을 이용해(이하 1-PD) PDAF를 사용하는 기술은 Sony가 원..

좌- semiconductor, 우, metal인 경우에 conduction band와 valance band의 접합으로 energy bnad가 fermi level에 따라서 기울어지거나 휘게된다. 이 때, 중요한 요소는 doping concentration과 voltage이다. 두가지 중에서 doping concentration에 따른E-band를 보면 아래와 같다. 도핑된 반도체는 p-type으로 도핑되었다. 도핑농도가 0일때는 energy band가 기울기만하고 휘지않는다. 따라서 밴드가 휘지않기 때문에 depletion 영역(space charge region)또한 생기지 않는다고 가정할 수 있다. e-16으로 도핑을해주게되면 기울기가 더 심해지기는하나 휘지 않는다. (intrinsic 캐리어 농..

SNR은 signal-to-noise ratio 를 뜻한다. 친근한 한국어로 번역하면 신호 대 잡음비이다. 광학적 신호를 전기적 신호로 변환하는 Image sensor에서 신호에 잡음이 많으면 이미지 품질이 저하된다. 따라서 SNR이 높을수록 좋은 성능을 보인다. 그렇다면, 어느정도의 SNR이면 좋은 성능인가? 라는 의문을 제기할 수 있다. 이에 사용되는 단어가 SNR 10이다. SNR의 값이 10 즉, SNR = 10이 되는 지점이다. 아래 논문에서는 100lux 조건에서 SNR = 10이 되어야 상업적으로나마 충분히 가치가 있는 제품을 뜻하게된다. 조도가 올라갈수록 SNR은 계속 높아질테니 100lux에 맞춘건 일종의 암묵적인 약속으로 보인다. 위 연도에 따른 그림은 SNR=10 일 때의 조도를 나타..

원래는 Dual Vertical transfer gate(VTG)가 사용된 VLSI 2022에 투고된 삼성의 논문을 공부하고 리뷰하려했다...ㅎㅎㅎ 하지만 블로그를 작성하다보니 내용 흐름이 바뀌어 이번에는 ISOCELL HP2와 여기에 사용된 핵심 기술들을 논문을 참고하며 리뷰하려 한다. 내가 쓰고있는 갤럭시 울트라 22의 최신 버전인 갤럭시 울트라 23에는 ISOCELL HP2 이미지 센서가 탑제되어있다. 광각 카메라에 사용되는 ISOCELL HP2는 200MP 즉, 2억 화소를 뜻하며 0.6μm 픽셀들로 이루어져있다. ISOCELL HP2는 삼성에서 밀고 있는 핵심 기술들이 들어가있다. Backside illumination, Deep trench isolation 등등... 대표적인 기술이 많이 있..

* 공부하는데 큰 도움을 주신 공학 유튜버 남알남 님께 감사드립니다. :) 반도체에 생명을 불어넣어 소자의 기능을 하기 위해서는 전도도를 가지게 해야한다. 아래의 그림과 같이 P기판은 B, Al, Ga 등 3족 원소를 도핑해준 Si 기판을 뜻하고, N+(N well)는 기판에 5족원소들을 부분적으로 P(인)와 같은 물질을 도핑한 지역을 칭한다. 이렇듯 4족 원소인 Si등의 반도체에 불순물을 도핑해주는 공정은 크게 확산공정과 ion implantation (이온주입) 공정으로 나뉜다. 확산 공정은 주로 과거에 주로 사용되었는데 단점으로 unistropic하게 이온 주입이되고 표면에만 고농도의 불순물을 가지는 특성이 있어 현재에는 주로 사용하지 않는다. 따라서 Ion implantation이 주로 사용된다...

위 논문은 DB hitek에서 International image sensor workshop (IISW)에서 2019년에 발표한 논문이다. 며칠전 Temporal noise를 공부하며 이를 억제하기 위한 논문을 같이 공부했다. Temporal noise억제는 모든 기업에서 하고 있겠지만, DB hitek에서 발표한 연구들을 IISW, 반도체학술대회 등에서 많이 봐왔기에 한번 리뷰해봤다. 본론으로 들어가서 DB 하이텍은 위 그림과 같이 Temporal noise중에서도 Source follow에서 발생하는 1/f noise 및 RTS noise를 억제하기 위한 공정 개발을 해왔다. SF는 photodiode에 수집되어 Floating diffusion으로 들어온 전자를 전압으로 바꾸어주는 amp역할을 한..

2023년에 네이버 블로그에 포스팅한 글입니다. ㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡ 2023 한국광학회에서 포스터 발표를 하고왔다. ​ 석사 2년차 마지막을 장식하는 학회었다. 그 동안 보고, 듣고, 공부한 내용이 누적되어서 이전에 학회에 갔을때보다 보이는것이 많았다. ​ 정말 값진 경험이었다고 생각되어 메모해두는게 좋을 것 같다. ​ 아래는 한국 광학회를 보며 느낀 내 주관적인 optics의 trend이며, youtube의 과꾸로님의 영상의 내용 또한 담겨있다. https://www.youtube.com/watch?v=RLgAXbaAB7w&t=368s ​ Metamaterial은 자연계에 존재하지 않는 물질이라는 뜻으로 해석할 수 있다. ​ 공통적인 개념으로 Metamaterial은 임의적으로 형성된..