公开(公告)号：CN116074650A

公开(公告)日：2023-05-05

申请号：CN202310045007.4

申请日：2023-01-30

Applicant: 南京大学

Inventor： 闫锋 ,  常峻淞 ,  沈凡翔 ,  王子豪 ,  陈辉 ,  胡心怡 ,  刘泉 ,  朱千琳 ,  马浩文 ,  卜晓峰

IPC: H04N25/76 ,  H04N25/532 ,  H01L27/146

Abstract: 本发明公开了一种全局快门图像传感器像素单元及工作方法。该像素单元包括感光收集存储区和信号读取区，感光收集存储区包括衬底感光收集区、第一级电容器、信号存储区、第二级电容器和全局快门开关；全局快门开关包括快门第一端口、快门第二端口和快门第三端口，快门第一端口与信号存储区相连；感光收集存储区还设有对外电压接口，包括像素栅极、像素衬底、快门驱动和快门电源，像素栅极与第二级电容器的第二端口相连，像素衬底与衬底感光收集区相连，快门驱动与快门第二端口相连，快门电源与快门第三端口相连；信号读取区包括读取场效应管，用于输出信号存储区所存储信号。本发明只需要通过两个晶体管的精简结构可实现图像传感器全局曝光的功能。

公开(公告)号：CN111540759B

公开(公告)日：2023-05-05

申请号：CN202010384878.5

申请日：2020-05-09

Applicant: 南京大学

Inventor： 闫锋 ,  王凯 ,  柴智 ,  胡心怡 ,  顾郅扬 ,  吴天泽

IPC: H01L27/146 ,  H01L29/423 ,  H03K3/011

Abstract: 本发明公开了一种基于复合介质栅光敏探测器的积分泄放电路。其中，复合介质栅光敏探测器包括MOS‑C部分和MOSFET部分，积分泄放电路包括依次相连的积分电路、脉冲产生电路和泄放电路，积分电路的输入端连接MOSFET部分的N型源极区；积分电路对输入信号电荷做线性或非线性积分，当积分电路中存储的电荷超过某固定阈值后，通过脉冲产生电路生成同步或异步的脉冲信号，并利用泄放电路将所述积分电路中的电荷泄放至某固定值。本发明仅利用一个比较器和若干CMOS器件就实现了积分泄放的功能，相较于传统的利用多个运算放大器实现的大面积、高功耗的积分泄放电路，其能效更高，更利于小型化系统的使用。

公开(公告)号：CN111554699A

公开(公告)日：2020-08-18

申请号：CN202010401621.6

申请日：2020-05-13

Applicant: 南京大学

Inventor： 闫锋 ,  王子豪 ,  沈凡翔 ,  李张南 ,  王凯 ,  胡心怡

IPC: H01L27/146 ,  H01L29/423

Abstract: 本发明公开一种基于复合介质栅结构的光敏探测单元、探测器及其方法。其光敏探测单元包括具有感光功能的复合介质栅MOS-C部分、具有读取信息功能的复合介质栅MOSFET部分以及具有复位功能的复位管部分，复位管部分包括在P型半导体衬底上方依次叠设的底层介质层、复位浮栅层、顶层介质层和复位栅；在P型半导体衬底中：靠近第一底层介质层的一侧设有N型连接层，N型连接层与N型注入层相连；N型注入层分别与N型源极区、N型漏极区、复合介质栅MOSFET部分下方的衬底、复位栅下方的衬底之间通过设置浅槽隔离区和P+型注入区隔开。本发明的光敏探测器减小了暗信号带来的固定图形噪声，具有良好的暗特性和弱光响应。

公开(公告)号：CN111541444A

公开(公告)日：2020-08-14

申请号：CN202010384765.5

申请日：2020-05-09

Applicant: 南京大学

Inventor： 闫锋 ,  王凯 ,  沈凡翔 ,  柴智 ,  胡心怡 ,  顾郅扬 ,  吴天泽

IPC: H03K19/0185 ,  H01L27/146 ,  H01L29/423

Abstract: 本发明公开了一种基于复合介质栅双晶体管光敏探测器的多电平移位电路。其中，探测器单元包括MOS-C部分和MOSFET部分，单元的N型源极区、N型漏极区、第二控制栅极、P型半导体衬底和N型阱这五个端口分别连接一个多电平移位电路，该移位电路包括预移位电路和移位电路，还可以包括驱动电路和信号补偿电路。本发明的移位电路可在一个电路中实现正压、负压、零电位、浮空四种信号的两两切换，相较于传统的仅支持单一电压信号或双电压信号的电平移位电路，本发明的电路在功耗、性能、兼容性等方面均更有优势。

公开(公告)号：CN113990890B

公开(公告)日：2024-04-09

申请号：CN202111240585.0

申请日：2021-10-25

Applicant: 南京大学

Inventor： 闫锋 ,  常峻淞 ,  沈凡翔 ,  王子豪 ,  陈辉 ,  李张南 ,  王凯 ,  胡心怡 ,  顾郅扬 ,  柴智

IPC: H01L27/146 ,  H04N25/76

Abstract: 本发明公开了一种基于复合介质栅PN结的全局快门光敏探测器。其单元包括形成在同一P型半导体衬底上方的复合介质栅MOS电容、复合介质栅晶体管和全局快门结构，其中，复合介质栅晶体管包括源漏区、底层绝缘介质层、浮栅、顶层绝缘介质层和控制栅极；复合介质栅MOS电容在衬底上依次设有底层绝缘介质层、浮栅、顶层绝缘介质层和控制栅极；复合介质栅MOS电容的两侧设有全局快门结构，全局快门结构包括P或P+型掺杂隔离区和N+型掺杂区，通过控制N+型掺杂区上的电压实现MOS电容感光时光电子收集的开启与关闭。本发明能在不额外占用探测器单元空间的情况下，实现探测器的全局曝光功能，并能避免现有浅槽隔离界面处暗电流噪声的影响。

公开(公告)号：CN117525098A

公开(公告)日：2024-02-06

申请号：CN202311376203.6

申请日：2023-10-23

Applicant: 南京大学

Inventor： 闫锋 ,  段爽 ,  胡心怡 ,  程方龙 ,  高党辉 ,  马浩文 ,  卜晓峰

IPC: H01L27/146 ,  G01V8/10 ,  H04N25/70

Abstract: 本发明公开了一种基于高分辨夜视的复合介质栅光敏探测器及其工作方法。其探测器的单元包括感光二极管PPD、传输晶体管VTX、复位晶体管RST及高灵敏度读出晶体管SEL，每个探测单元都形成在同一P型半导体衬底上方；高灵敏度读出晶体管SEL用以实现信号的放大和读取；传输晶体管VTX的源极与感光二极管PPD的阴极连接，其漏极与复位晶体管RST的源极连接，复位晶体管RST的源极还与高灵敏度读出晶体管SEL的浮栅相连，高灵敏度读出晶体管SEL的源极作为单元的输出端与读出量化电路连接。本发明的灵敏度可以达到单光子探测的要求，能实现亚微米像元内高增益信号响应与放大。

公开(公告)号：CN111540758B

公开(公告)日：2023-06-06

申请号：CN202010384628.1

申请日：2020-05-09

Applicant: 南京大学

Inventor： 闫锋 ,  沈凡翔 ,  李张南 ,  王子豪 ,  王凯 ,  顾郅扬 ,  胡心怡 ,  柴智

IPC: H01L27/146 ,  H01L29/423

Abstract: 本发明公开了一种基于复合介质栅横向耗尽的光敏探测器及其方法。其探测器的单元包括形成在同一P型半导体衬底上方的复合介质栅MOS电容和复合介质栅晶体管，复合介质栅晶体管包括源漏区、第一底层绝缘介质层、第一浮栅、第一顶层绝缘介质层和第一控制栅极；复合介质栅MOS电容在衬底上依次设有第二底层绝缘介质层、第二浮栅、第二顶层绝缘介质层和第二控制栅极，第一浮栅与第二浮栅相连；复合介质栅MOS电容的衬底中设有N或N‑型感光区域；感光区域的四周设有P或P+型隔离区，用于将复合介质栅晶体管与复合介质栅MOS电容分隔开。本发明能够提高探测器的量子效率、扩大光响应的波长范围和减小表面能级产生复合导致的噪声。

公开(公告)号：CN116072692A

公开(公告)日：2023-05-05

申请号：CN202310130063.8

申请日：2023-02-17

Applicant: 南京大学

Inventor： 闫锋 ,  陈辉 ,  沈凡翔 ,  王子豪 ,  常峻淞 ,  胡心怡 ,  刘泉 ,  朱千琳 ,  程方龙 ,  段爽 ,  高党辉 ,  马浩文 ,  卜晓峰

IPC: H01L27/146

Abstract: 本发明公开了一种具有增加的有效晶体管沟道宽度的复合介质栅光敏探测器。该探测器包括形成在同一P型半导体衬底上方的复合介质栅MOS电容和复合介质栅MOSFET部分，二者均包括复合介质栅结构，并通过衬底中设置的浅沟槽隔离区实现功能分离；复合介质栅结构自下而上包括底层介质层、浮栅、顶层介质层和控制栅；复合介质栅MOSFET部分的浮栅为非平面结构。本发明通过改变光敏探测器中的复合介质栅MOSFET结构，有效提高了晶体管的沟道宽度，进而降低了光敏探测器的时域噪声，解决了当前由于光敏探测器尺寸减小所带来的噪声增加的问题。

公开(公告)号：CN112230709A

公开(公告)日：2021-01-15

申请号：CN202011112962.8

申请日：2020-10-16

Applicant: 南京大学

Inventor： 潘红兵 ,  李张南 ,  顾郅扬 ,  柴智 ,  胡心怡 ,  王子豪 ,  沈凡翔 ,  王凯 ,  王宇宣

IPC: G06E3/00 ,  G02B5/20 ,  H01L27/32

Abstract: 本发明公开了一种可实现高精度光输入的光电计算装置及校准方法。其装置包括发光阵列、光电计算阵列和光学调制机构，发光阵列由多个发光单元周期性排列组成，光电计算阵列由多个光电计算单元周期性排列组成，光学调制机构用于对发光单元发出的光子进行调制；光电计算装置还包括辅助对准机构，辅助对准机构使得发光单元发出的光子经过光学调制机构后能够入射在计算关系上与发光单元相对应的光电计算单元中；辅助对准机构包括至少一个可成像阵列，可成像阵列与发光阵列或光电计算阵列二者之一在整个装置的光路中相对于另一者具有对易性。本发明不仅可以提高光输入的精度，而且可以方便地进行现场校准或调焦。

公开(公告)号：CN118474561B

公开(公告)日：2024-12-10

申请号：CN202410922743.8

申请日：2024-07-10

Applicant: 南京大学

Inventor： 李张南 ,  顾郅扬 ,  王允中 ,  胡心怡

IPC: H04N25/589 ,  H04N25/626 ,  H04N25/77

Abstract: 本发明公开了一种基于复合介质栅光敏探测器实现单帧大动态成像的方法，属于半导体技术领域。该方法包括：将奇数行和偶数行分别采用两个不同的字线选通模块控制，使得奇数行或偶数行施加时间长度不同的复位、曝光、读取和等待电压，将奇数行和偶数行的曝光时间设置为不同的长度。复合介质栅光敏探测器像元阵列经过读出后，将奇数行和偶数行的像元进行插值及图像融合，实现了单帧大动态成像。本发明可以实现复合介质栅光敏探测器像元阵列的单帧大动态成像，提高了大动态成像的时间分辨率，减少了运动图像大动态融合的运动模糊，减少了多帧融合所需的配准算法代价。可以将此技术应用于对时间分辨率较高，特别是针对于快速运动的物体的场景。