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公开(公告)号：CN115799379A
公开(公告)日：2023-03-14
申请号：CN202211645057.8
申请日：2022-12-21
Applicant: 南京大学
IPC: H01L31/113 , H01L31/112
Abstract: 本发明公开了一种多栅的复合介质栅光敏探测器及工作方法。其光敏探测器包括形成在同一衬底上的感光晶体管和读取晶体管，感光晶体管和读取晶体管共用一个复合介质栅，复合介质栅包括第一底层介质层、电荷耦合层、顶层介质层和控制栅，读取晶体管设有源端和漏端，读取晶体管的衬底上还依次设有第二底层介质层和选择栅，第二底层介质层和选择栅与复合介质栅为独立的两部分。本发明光敏探测器的读出方式包括通过在线性区读电流的方式或者通过源跟随读电压的方式。本发明基于多栅结构的复合介质栅光敏探测器为传统的复合介质栅光敏探测器提供了降低噪声和多种读出方式和工作模式的选择，为复合介质栅光敏探测器在成像应用上提供了更多的选择和功能。
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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
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。
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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
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。
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公开(公告)号：CN118571896B
公开(公告)日：2024-11-19
申请号：CN202411047657.3
申请日：2024-08-01
Applicant: 南京大学
IPC: H01L27/146 , H04N25/70
Abstract: 本发明公开了一种单读取管多感光管的复合介质栅光敏探测器，属于集成电路领域。所述复合介质栅光敏探测器具有单读取管多感光管的结构，针对该新型结构，本申请特别设计了复合介质栅的结构，使得多个感光晶体管共用一个读取晶体管，从而节省读取晶体管所占的面积，提高了感光晶体管的占空比；且由于多个感光晶体管共用一个读取晶体管，因此读出时可选择多个感光晶体管逐一读出或者多个感光晶体管合并读出，前者适合用于高分辨率的场景需求，后者由于多个像素做平均，有利于减小噪声，适合用于高信噪比的场景需求。
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公开(公告)号：CN116564985A
公开(公告)日：2023-08-08
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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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116314223A
公开(公告)日：2023-06-23
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：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：CN115799379B
公开(公告)日：2025-01-07
申请号：CN202211645057.8
申请日：2022-12-21
Applicant: 南京大学
IPC: H10F30/282 , H10F30/28
Abstract: 本发明公开了一种多栅的复合介质栅光敏探测器及工作方法。其光敏探测器包括形成在同一衬底上的感光晶体管和读取晶体管，感光晶体管和读取晶体管共用一个复合介质栅，复合介质栅包括第一底层介质层、电荷耦合层、顶层介质层和控制栅，读取晶体管设有源端和漏端，读取晶体管的衬底上还依次设有第二底层介质层和选择栅，第二底层介质层和选择栅与复合介质栅为独立的两部分。本发明光敏探测器的读出方式包括通过在线性区读电流的方式或者通过源跟随读电压的方式。本发明基于多栅结构的复合介质栅光敏探测器为传统的复合介质栅光敏探测器提供了降低噪声和多种读出方式和工作模式的选择，为复合介质栅光敏探测器在成像应用上提供了更多的选择和功能。
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