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CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor,CIS)由于其功耗小、制造工艺简单以及芯片集成度高等特点在手机摄像头领域得到了广泛的应用。为了获得更佳的拍摄效果,人们对于CIS器件的性能要求也越来越高。在CMOS图像传感器研发初期,由于其本身具有的分辨率低、暗电流大、画质差等缺点,一直未被人们所重视。直至有源像素CMOS图像传感器被开发出来,该种类型的CMOS图像传感器有效地解决了一直困扰着CMOS图像传感器的图像质量差的问题。随后CMOS图像传感器便得到了迅速的发展。其中暗电流问题是目前影响CIS器件性能的主要问题之一,所以本文将重点研究改善CMOS图像传感器暗电流问题的方法。本文首先介绍了CMOS图像传感器的工作原理,并且对于三种不同像素结构的CMOS图像传感器作了介绍,包括了无源像素CMOS图像传感器、有源像素CMOS图像传感器以及数字像素CMOS图像传感器。接着对于影响CMOS图像传感器画质的三大问题作了简单描述。然后以实际例子来说明了硅片制造过程中金属污染问题所引起的器件暗电流失效。通过使用非金属部件替换金属部件和加强反应腔清洁的方法解决了硅片边缘芯片发生的暗电流失效的问题,并减少了器件白像素数量约8.4%。接着本文针对CIS器件制造过程中引入的金属杂质污染产生的暗电流问题进行了研究。由于华力所使用的硅片的特殊性,选择了内吸杂的工艺去除金属杂质。并通过在器件制造前增加1步700℃退火4小时的工艺增强了硅片的吸杂能力。使得最终产品的暗电流水平产生下降,由暗电流所引发的产生的白像素数量下降了约5.38%。最后本文还研究了有硅界面中的悬挂键产生的暗电流问题。通过优化华力目前所使用的钝化退火工艺进一步降低了器件的暗电流水平。通过分析分组实验的数据,确定了将钝化退火时间从30分钟延长至60分钟的优化方法能有效的降低暗电流。优化后的CIS器件白像素平均数量能下降约15.4%。