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公开(公告)号：CN118507503A
公开(公告)日：2024-08-16
申请号：CN202410956977.4
申请日：2024-07-17
Applicant: 南京大学
IPC: H01L27/146 , H04N25/76
Abstract: 本发明公开了一种有效降低读出噪声的复合介质栅光敏探测器及其工作方法，属于成像探测器件技术领域。本发明通过在衬底中增加N型掺杂区，复位后将其排空作为光电子收集区，此时光敏探测器结构将存在两个光电子存储节点，分别是复合介质栅MOS电容衬底表面和衬底内部的N型掺杂区。在读取过程中，通过转移栅完成对光电子从衬底内部N型掺杂区到衬底表面的转移，在极短的时间内完成转移前后两次读出采样，实现相关双采样，极大程度上抑制了复合介质双栅MOSFET的读出噪声。同时通过漏端加高压，使得漏端耗尽区与衬底内部的N型掺杂区相连，此时接近雪崩状态，电流指数级上升，可在极短时间内完成复位过程，提升光敏探测器阵列工作帧率。
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公开(公告)号：CN117217149A
公开(公告)日：2023-12-12
申请号：CN202311216459.0
申请日：2023-09-20
Applicant: 南京大学
IPC: G06F30/36
Abstract: 本发明公开了一种基于BSIM的光敏探测器仿真模型及其建模方法，应用于光敏探测器建模技术领域。该仿真模型包括电学模型和光电模型，电学模型采用BSIM模型，其结构与光敏探测器的等效模型相同，用来模拟光敏探测器的电学特性；光电模型包括RC电路，用来模拟光敏探测器的曝光、读取和复位过程。基于光敏探测器IV和CV测试数据，提取相应模型参数，对光敏探测器电学模型和光电模型的参数进行修正，得到优化后的基于BSIM光敏探测器模型。本发明提出了光敏探测器通用的模型及其建模方法，有助于提升光敏探测器设计的效率和准确性，缩短产品设计周期及降低成本。
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公开(公告)号：CN116320808A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310201025.7
申请日：2023-03-03
Applicant: 南京大学
IPC: H04N25/78 , H04N25/616 , H04N25/67 , H04N25/77
Abstract: 本发明公开了一种基于电流镜的复合介质栅双晶体管像素双采样读出电路。该电路包括复合介质栅双晶体管光敏探测器像素、负反馈驱动模块、钳位电路、电流镜、开关、电流源、比较器和计数器，其中，复合介质栅双晶体管光敏探测器像素源端接地，栅端接负反馈驱动模块的输出端，漏端连接钳位电路的输出和电流镜模块，而两个电流镜分别连接开关S1、S2，控制电容C1的充放电，C1的充电放电速度是复合介质栅双晶体管像素暗场和感光下的信号电流，通过两个比较器分别和第一参考电压、第二参考电压进行对比，计数器则由两个比较器的输出作为使能信号。本发明电路结构稳定，噪声低，可消除像素的非一致性导致的FPN噪声。
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公开(公告)号：CN114497099A
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN202210051765.2
申请日：2022-01-17
Applicant: 南京大学
IPC: H01L27/146
Abstract: 本发明公开了一种基于复合介质栅光电导的光敏探测器及其工作方法。其光敏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、复合介质栅MOSFET部分和光电子调制结构，光电子调制结构包括衬底电极、光电子调制P+掺杂区和光电子调制电极；衬底电极设置在P型半导体衬底的底部；在复合介质栅MOSFET部分的衬底表面设有N型源极和漏极，光电子调制P+掺杂区设置于N型源极和漏极的外围；光电子调制电极位于光电子调制P+掺杂区的表面。本发明可通过控制P型衬底底部和光电子调制P+掺杂区之间的电场实现MOS电容感光时对体区内光电子的收集以及抑制相邻探测器之间的电学串扰，进而有效提高光敏探测器的量子效率以及MTF。
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公开(公告)号：CN119170616A
公开(公告)日：2024-12-20
申请号：CN202411310843.1
申请日：2024-09-20
Applicant: 南京大学
IPC: H01L27/146 , H01L23/552
Abstract: 本发明公开了一种提高抗辐照性能的复合介质栅光敏探测器。该探测器的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，探测器单元之间设置有第一浅隔离槽；第一浅隔离槽位于复合介质栅MOS电容的栅极以及复合介质栅MOSFET部分的栅极外围，且与复合介质栅MOS电容的栅极下方衬底内的体耗尽区不接触，与复合介质栅MOSFET部分的栅极下方衬底内的体耗尽区也不接触。本发明所提出的探测器能显著地降低器件暗电流和提升提器件的抗辐照能力。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118507503B
公开(公告)日：2024-10-22
申请号：CN202410956977.4
申请日：2024-07-17
Applicant: 南京大学
IPC: H01L27/146 , H04N25/76
Abstract: 本发明公开了一种有效降低读出噪声的复合介质栅光敏探测器及其工作方法，属于成像探测器件技术领域。本发明通过在衬底中增加N型掺杂区，复位后将其排空作为光电子收集区，此时光敏探测器结构将存在两个光电子存储节点，分别是复合介质栅MOS电容衬底表面和衬底内部的N型掺杂区。在读取过程中，通过转移栅完成对光电子从衬底内部N型掺杂区到衬底表面的转移，在极短的时间内完成转移前后两次读出采样，实现相关双采样，极大程度上抑制了复合介质双栅MOSFET的读出噪声。同时通过漏端加高压，使得漏端耗尽区与衬底内部的N型掺杂区相连，此时接近雪崩状态，电流指数级上升，可在极短时间内完成复位过程，提升光敏探测器阵列工作帧率。
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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：CN117319821A
公开(公告)日：2023-12-29
申请号：CN202311624375.0
申请日：2023-11-30
Applicant: 南京大学
IPC: H04N25/70 , H04N25/78 , H04N25/709
Abstract: 本发明公开了基于偏置电流源的复合介质栅双晶体管像素读出电路，属于集成电路领域。该读出电路相对于现有通过读出电流的变化或读出电压的变化反应光敏探测器的光响应量的思路不同，复合介质栅双晶体管光敏探测器像素中的电流固定不变，通过阈值电压和源漏电压的比例关系直接获得电压变化量，进而确定光敏探测器的光响应量，而无需经过电阻、电容等器件，因此不会引入其他噪声，读取精度更高，而且本申请通过少数晶体管实现，结构简单稳定，面积极小。
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