Почему некоторые пиксели становятся горячими?

Question

Какое физическое объяснение горячим пикселям? Что происходит с датчиком, когда хороший пиксель становится горячим?

Answer 1

Одной из основных причин является облучение (например, более вероятно, что горячие пиксели получаются при путешествии на самолете, а не на корабле).

Edit: Хорошо, это было описание для ЖК-дисплеев (просмотреть старые правки). Для датчиков камеры это в основном вызвано токами утечки, которые представляют собой электрические заряды, протекающие в лунки датчика. АЦП интерпретирует это как большое количество фотонов и приведет к яркому пикселю (горячему пикселю). Я работал в качестве технической поддержки для производителя камеры, и основной причиной, по которой нам дали это, было фоновое излучение на большой высоте, которое может ударить датчик и выбить электронику из-за единичных пикселей.

Answer 2

Горячие пиксели в датчике сводятся к небольшим различиям в «отклике» каждого фотодиода в результате производственного процесса.

Кремний, полупроводник, используемый при производстве КМОП, является «легированной» средой. Это кремниевая основа, которая была смешана с небольшим количеством примесей для поддержания этой «полу» проводимости. Распределение этих примесей обычно равномерное, но не идеально равномерное. Некоторые пиксели будут иметь более высокие концентрации, чем среднее, а другие будут иметь более низкие концентрации, чем среднее, что приводит к различным кривым отклика для каждого пикселя.

Помимо неравномерного легирования на это могут влиять и другие производственные дефекты. Поверхность травленной кремниевой пластины не является идеально плоской ... поэтому транзисторы не содержат одинаковое количество кремния. Различия в объеме также могут повлиять на реакцию. Наноскопические царапины и другие дефекты также могут испортить поверхность пластины, что также может повлиять на реакцию.

Эти различные уровни примесей влияют на то, насколько легко электрону удается освободиться внутри фотодиода. Большее количество дефектов или неправильное количество легирования может привести к тому, что некоторые фотодиоды станут «горячими» ... всегда содержащими больше заряда после воздействия, чем обычно. Электроны могут быть освобождены несколькими способами. Надлежащим способом в сенсоре является случай, когда фотон попадает на поверхность фотодиода, однако увеличение температуры может повлиять на то, насколько легко освобождаются электроны. Сам поток тока через цепь может генерировать тепло и вызывать высвобождение электронов внутри каждого фотодиода (это называется темным током), и горячие пиксели, как правило, накапливают больше свободных электронов из темного тока, чем обычные пиксели.