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公开(公告)号：CN114841847B
公开(公告)日：2025-05-09
申请号：CN202210316354.1
申请日：2022-03-29
Applicant: 南京大学
Abstract: 本发明公开了一种基于复合介质栅结构的感存算一体器件，包括形成在同一P型半导体衬底上方的复合介质栅光敏探测器和复合介质栅晶体管。其中，复合介质栅光敏探测器在衬底上方依次设有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；复合介质栅晶体管用于完成其存储的权重和感光的光电子的调和平均数的运算，其在衬底上方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；复合介质栅光敏探测器和复合介质栅晶体管分别在衬底内设有源极和漏极。本发明的器件能在信号读取的过程中完成调和平均数的运算，可以用来匹配后续图像处理单元的复杂运算，降低后续图像处理的算力需求和功耗。
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公开(公告)号：CN116314223B
公开(公告)日：2024-10-01
申请号：CN202310130225.8
申请日：2023-02-17
Applicant: 南京大学
IPC: H01L27/146
Abstract: 本发明公开了一种有效降低随机电报噪声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，二者通过衬底中设置的浅沟槽隔离区实现功能区的分离；复合介质栅MOSFET部分包括复合介质栅结构、形成于衬底上方的鳍状结构以及埋层介质层，鳍状结构位于复合介质栅结构和埋层介质层之间；鳍状结构包括垂直于衬底的源极和漏极，其中，漏极与衬底相邻，源极位于漏极上方，源极和漏极中间为鳍状衬底。本发明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。
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公开(公告)号：CN118574028A
公开(公告)日：2024-08-30
申请号：CN202411028491.0
申请日：2024-07-30
Applicant: 南京大学
IPC: H04N25/70
Abstract: 本发明公开了一种复合介质栅光敏探测器的读出方法，属于集成电路领域。所述方法在复合介质栅光敏探测器的读出晶体管的源端连接一个电流源，通过对光敏探测器读取晶体管的栅端和漏端所加电压的控制使复合介质栅光敏探测器的读出晶体管在读取时工作在饱和区，实现源跟随器的功能，相比于典型的扫斜坡读出方法，该方法可以在数个时钟周期内完成从曝光到读取状态的转变，且不同于扫斜坡需要数百个时钟周期读取信号，该方法读取过程仅需要数个时钟周期，可以提供更快的读出速度，从而使得在读出过程中的双采样的时间间隔更小，有利于消除噪声；整个阵列的读出时间更短，有利于提高帧率。
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公开(公告)号：CN116564985B
公开(公告)日：2024-08-23
申请号：CN202310587176.0
申请日：2023-05-24
Applicant: 南京大学
IPC: H01L27/146 , H04N25/63
Abstract: 本发明公开了一种有效降低暗电流的复合介质栅光敏探测器及其工作方法。其探测器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MOSFET部分，在P型半导体衬底中形成N型掺杂区，仅在N型掺杂区和复合介质栅MOSFET部分的源漏极底部之间保留部分P型半导体衬底。本发明通过将光电子收集区从衬底表面改为衬底内部，同时使栅氧界面和隔离结构侧壁处于空穴积累状，进而使得光电子收集区远离暗激发较为严重的栅氧界面和浅槽隔离侧壁，实现对暗电流的抑制，同时又不损失满阱容量。
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公开(公告)号：CN116093124A
公开(公告)日：2023-05-09
申请号：CN202310092734.6
申请日：2023-02-10
Applicant: 南京大学
IPC: H01L27/146 , G01J1/42 , H04N25/71 , H04N25/76
Abstract: 本发明提供了一种多增益模式的复合介质栅双晶体管光敏探测器及方法。该探测器包括用于感光的复合介质栅电容和用于读出的复合介质栅晶体管，复合介质栅电容包括衬底、第一底层介质层、第一电荷耦合层、第一顶层介质层和控制栅；该光敏探测器还包括增益电容，增益电容的衬底与复合介质栅电容的衬底相连且之间不存在隔离结构；增益电容的结构包括由下而上设置的衬底、复合介质层和增益栅极，其中，增益电容的衬底与复合介质栅电容的衬底为同一个衬底。本发明实现了一种灵敏度、高动态范围、高灵敏度，并且主要应用于微米级像素单元的图像传感器。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115863371A
公开(公告)日：2023-03-28
申请号：CN202211505854.6
申请日：2022-11-29
Applicant: 南京大学
IPC: H01L27/146
Abstract: 本发明提供了一种衬底电压调制型图像传感器像素单元即阵列、操作方法。该像素单元包括场效应管和三极管，场效应管衬底的掺杂类型与三极管的基极的掺杂类型相同，但与场效应管的源极和漏极的掺杂类型相反；场效应管衬底与三极管的基极相连，三极管的发射极连接场效应管的源极和漏极中的一个，作为像元源极；三极管的集电极连接场效应管的源极和漏极中的另一个，作为像元漏极；场效应管的栅极外接电压，作为像元栅极。本发明提供的图像传感器可适用于亚微米像素，具有低暗电流、低串扰、高信噪比以及像元尺寸缩至9F2等特点。
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公开(公告)号：CN114070275A
公开(公告)日：2022-02-18
申请号：CN202111388393.4
申请日：2021-11-22
Applicant: 南京大学
IPC: H03K5/24
Abstract: 本发明公开了一种具有数据有效信号的动态比较器。该动态比较器包括通用动态比较器和逻辑单元，通用动态比较器包括一组差分输出端口，分别与逻辑单元的两个输入端连接；逻辑单元对输入的差分信号进行逻辑运算后由输出端输出数据有效信号。本发明具有数据有效信号的动态比较器可在比较器完成比较操作后输出一个数据有效信号，后续电路可以根据它的上升沿准确采集比较器的输出数据，进而提升系统的整体速度，且能减小电路的尺寸。
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公开(公告)号：CN113990890A
公开(公告)日：2022-01-28
申请号：CN202111240585.0
申请日：2021-10-25
Applicant: 南京大学
IPC: H01L27/146 , H04N5/374
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。
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公开(公告)号：CN111208865B
公开(公告)日：2021-10-08
申请号：CN201811398206.9
申请日：2018-11-22
Applicant: 南京大学
Abstract: 一种光电计算单元、光电计算阵列及光电计算方法，所述光电计算单元包括一个半导体多功能区结构，所述半导体多功能区结构，包括至少一个载流子控制区，至少一个耦合区，以及至少一个光生载流子收集区和读出区。
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公开(公告)号：CN114115801B
公开(公告)日：2025-03-04
申请号：CN202111401813.8
申请日：2021-11-23
Applicant: 南京大学
IPC: G06F7/523
Abstract: 本发明公开了一种用于实现乘法功能的存‑算一体单元。该单元包括在同一P型硅衬底上形成的收集晶体管和读出晶体管；将电压通过控制栅极输入读出晶体管，以控制并调制载流子，作为第一个乘数；收集晶体管的载流子收集区收集载流子并将载流子存储至电荷耦合层，作为第二个乘数；电荷耦合层将载流子作用于读出晶体管的硅衬底，形成乘法运算关系；读出晶体管的载流子读出区以电流的形式输出被第一个乘数和第二个乘数作用后的载流子，作为乘法运算的输出结果。本发明将存‑算一体器件的收集和运算功能按区域分开，在器件收集载流子时有效地保护了读出功能区，可以提升存‑算一体器件的寿命、耐久度以及读出精度。
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