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

    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

    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。

    一种基于BSIM的光敏探测器仿真模型及其建模方法

    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

    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。

    基于复合介质栅结构的成像阵列及其曝光、读取方法

    公开(公告)号:CN111554700B

    公开(公告)日:2023-09-12

    申请号:CN202010401623.5

    申请日:2020-05-13

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明提供一种基于复合介质栅结构的成像阵列及其曝光、读取方法。成像阵列包括具有复合介质栅结构的像素单元,每个像素单元的源极和漏极对称,若干数目的单元相互串联构成一行,同一行的相邻单元之间共用漏极或源极,若干行单元的漏极或源极再分别通过N型注入区与其它行对应位置的漏极或源极纵向连接构成若干列,在同一列中,将间隔若干行的N型注入区使用欧姆接触连接到一列金属层位线;在一列金属层位线的一端设有选择开关晶体管;每一行单元的控制栅极横向延伸连接为一个整体,并且在同一行中,将间隔若干列的单元的控制栅极使用欧姆接触连接到一行金属层字线。本发明可以有效地进一步减小像素周期尺寸,提高成像分辨率。

    基于复合介质栅光电导的光敏探测器及其工作方法

    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

    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。

    基于表面电磁波共振的高性能CMOS红外微测辐射热计

    公开(公告)号:CN109282903B

    公开(公告)日:2020-11-13

    申请号:CN201710596908.7

    申请日:2017-07-20

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于表面电磁波共振的高性能CMOS红外微测辐射热计。该微测辐射热计包括L形微桥结构,微桥结构单元包括桥墩、桥臂和红外吸收体,红外吸收体为多层结构,自上而下依次为氮化硅层、金属光栅层、二氧化硅层、蛇形铝热敏电阻层和二氧化硅层。本发明的微测辐射热计结构与传统的微测辐射热计结构相比,在热敏电阻层上面增加了金属光栅,形成MIM结构,该结构利用表面电磁波激发共振,显著提高了探测器的红外吸收率,增加了探测器响应,实现高效率探测。同时本发明的微测辐射热计基于标准CMOS集成电路工艺,具有工艺上容易实现、价格低廉等优点。

    基于复合介质栅结构的成像阵列及其曝光、读取方法

    公开(公告)号:CN111554700A

    公开(公告)日:2020-08-18

    申请号:CN202010401623.5

    申请日:2020-05-13

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明提供一种基于复合介质栅结构的成像阵列及其曝光、读取方法。成像阵列包括具有复合介质栅结构的像素单元,每个像素单元的源极和漏极对称,若干数目的单元相互串联构成一行,同一行的相邻单元之间共用漏极或源极,若干行单元的漏极或源极再分别通过N型注入区与其它行对应位置的漏极或源极纵向连接构成若干列,在同一列中,将间隔若干行的N型注入区使用欧姆接触连接到一列金属层位线;在一列金属层位线的一端设有选择开关晶体管;每一行单元的控制栅极横向延伸连接为一个整体,并且在同一行中,将间隔若干列的单元的控制栅极使用欧姆接触连接到一行金属层字线。本发明可以有效地进一步减小像素周期尺寸,提高成像分辨率。

    基于复合介质栅横向耗尽的光敏探测器及其方法

    公开(公告)号:CN111540758A

    公开(公告)日:2020-08-14

    申请号:CN202010384628.1

    申请日:2020-05-09

    Applicant: 南京大学

    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。

    一种基于浮栅的2T1C全局快门像素结构及工作方式

    公开(公告)号:CN119767164A

    公开(公告)日:2025-04-04

    申请号:CN202510263577.X

    申请日:2025-03-06

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于浮栅的2T1C全局快门像素结构及工作方式,属于图像传感器领域。所述方法包括:通过采用将全局快门开关管设置在信号收集区上方,不额外占据光电信号收集区的占比,保证了在不损耗光电信号收集区的占比的条件下增加了全局快门的功能;并且本发明所提出的像素结构简约,快门效率高;在高分辨率应用场景中像素尺寸缩小并且不牺牲像素性能的前提下,实现了小尺寸像素单元上的全局快门功能。

    一种用于实现乘法功能的存-算一体单元及其方法

    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

    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。

    一种用于图像处理的线性乘加电路及其实现方法、芯片

    公开(公告)号:CN119336292A

    公开(公告)日:2025-01-21

    申请号:CN202411364956.X

    申请日:2024-09-29

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于图像处理的线性乘加电路及其实现方法、芯片。其线性乘加电路包括依次相连的数字处理模块、寄存器、脉冲发生器、线性神经元脉冲电路以及计数器;数字处理模块,用于将图像灰度绝对值转换成多比特数据;寄存器,用于将多比特数据按位数整理缓存;脉冲发生器,用于将多比特数据转换成高低电平信号;线性神经元脉冲电路,用于将高低电平转换成一定频率的脉冲;计数器,用于计算线性神经元电路脉冲输出个数。本发明采用线性乘加电路,避免了乘法器、加法器阵列等大规模电路,可以实现图像灰度信息的高速线性运算,且极大地降低了电路的功耗。

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