华为将在VLSI2025演讲自己的IGZO基底图像传感器设计

VLSI 2025 T5-1
采用 BEOL IGZO 晶体管的单片双层像素设计，具有高双转换增益比和可扩展像素尺寸，适用于未来的图像传感器

日本/中国华为技术中心

我们提出了一种基于 BEOL InGaZnO（IGZO）晶体管（Tr）的新型单片双层像素设计。通过将像素晶体管移至 BEOL，所提出的设计实现了双像素设计尺寸缩放至 0.5 um，并且由于寄生电容减少和晶体管面积增大，实现了 ~10:1 的高双转换增益 (DCG)比。对用于像素应用的 IGZO Trs 的器件可靠性和噪声性能进行了全面研究。Lg = 65 nm 的 IGZO Trs 实现了显著的正偏压温度不稳定性 (PBTI)，在 2-6 MV/cm 的栅极场和 25-95 oC 的温度条件下，1 ks 的应力后 VTH 偏移不超过 30 mV。按比例缩放的 IGZO Trs 还实现了低 1/f 噪声，比已报道的短沟道 IGZO Trs 低 10 倍，与 45 纳米节点的 Si Trs 相当。我们的研究结果为未来基于 BEOL IGZO 技术的图像传感器提供了机遇。