基于复合介质栅双晶体管光敏探测器的曝光方法及其电路

    公开(公告)号:CN111147772B

    公开(公告)日:2022-04-22

    申请号:CN201911257874.4

    申请日:2019-12-10

    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曝光方法及其电路,包括复合介质栅双晶体管光敏探测器构成的阵列,复合介质栅双晶体管光敏探测器包括MOS‑C部分和MOSFET部分。技术方案中包括全局曝光和卷帘曝光两种曝光方式:(1)通过让每一行依次进行曝光和读取的方式,实现了基于复合介质栅双晶体管光敏探测器阵列的卷帘曝光,(2)通过在像素内添加电荷转移单元、电荷存储单元和电荷复位单元,实现了基于复合介质栅双晶体管光敏探测器阵列的全局曝光。本发明为复合介质栅双晶体管光敏探测器阵列提供了拍摄高质量静态图像和动态图像的方法。

    一种垂直电荷转移型光子解调器及其工作方法

    公开(公告)号:CN112786635A

    公开(公告)日:2021-05-11

    申请号:CN202011629474.4

    申请日:2020-12-30

    Abstract: 本发明涉及一种垂直电荷转移型光子解调器及其工作方法,半导体上表面设有调制解调部分,半导体下表面延伸至衬底底部构成感光部分;感光部分将光子转化为光生载流子,利用垂直电场将光生电子空穴对分开,其中电子或空穴垂直地输运至半导体表面进行光信号解调。两个电荷收集区都置为1.8V,调制开关一接1.2V,调制开关二接0V,衬底电极接地,半导体衬底上部产生横向电场,其它区域产生垂直电场;光子被半导体吸收并激发一个电子空穴对,并在电场作用下,电子空穴对被分开,电子向上运动至半导体表面;在横向电场作用下,进一步运动到电荷收集区附近,通过扩散进入其产生的耗尽区,形成光电流信号。本发明的光子解调器尺寸小,灵敏度及量子效率高。

    基于复合介质栅MOSFET的全局曝光光敏探测器

    公开(公告)号:CN109728006B

    公开(公告)日:2020-07-14

    申请号:CN201711033195.X

    申请日:2017-10-30

    Abstract: 本发明提供一种基于复合介质栅MOSFET的全局曝光光敏探测器,包括由多个探测单元构成的阵列,每个探测单元包括感光晶体管、电荷存储晶体管和读取晶体管,或者每个探测单元包括感光晶体管、电荷转移晶体管、电荷存储晶体管和读取晶体管;其中,感光晶体管用以实现光敏探测器的感光功能,电荷存储晶体管用以实现光生电荷的存储,读取晶体管用以实现信号的读取,电荷转移晶体管用以控制光生电荷的转移。本发明的探测器无需机械快门,可实现全局曝光与快速读取的功能,与现有浮栅CMOS工艺兼容,制造技术成熟,易于实现,由探测单元构成的阵列与周边电路整合性高,可大幅缩小芯片体积,且任何一个像素的失效不会影响整个成像阵列的正常工作。

    电压域全局曝光图像传感器的像素单元及其控制方法

    公开(公告)号:CN110677604B

    公开(公告)日:2024-02-20

    申请号:CN201910965769.X

    申请日:2019-10-12

    Inventor: 马浩文

    Abstract: 本发明提供电压域全局曝光图像传感器的像素单元及其控制方法。其中,像素单元包括光电转换单元、采样单元、复位单元和读取单元;光电转单元包括浮栅感光晶体管和第一源极跟随晶体管,采样单元包括采样晶体管,复位单元包括复位晶体管,读取单元包括第二源极跟随晶体管和读取选择晶体管,采样晶体管的源极与复位晶体管的漏极相连的节点构成浮置扩散节点。本发明使用浮置扩散节点作为采样信号存储节点,与光电荷积累区域隔离,不进行光电荷转移即可实现全局曝光功能,从而提高了像素单元的PLS性能,最终提高了图像质量。

    基于复合介质栅双晶体管光敏探测器的模数转换电路

    公开(公告)号:CN111147078B

    公开(公告)日:2023-04-21

    申请号:CN201911257219.9

    申请日:2019-12-10

    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模数转换电路。该模数转换电路包括钳位电路、信号存储电路、信号比较电路、计数电路和缓存电路;钳位电路连接复合介质栅双晶体管光敏探测器MOSFET部分的漏端,同时连接信号存储电路,信号存储电路再依次连接信号比较电路、计数电路和缓存电路。本发明的模数转换电路,通过控制片外斜坡信号,能够以更低的功耗、更小的面积,实现多量程、多精度的数模转换功能。

    复合介质栅横向收集光敏探测单元、探测器及其工作方法

    公开(公告)号:CN112802861A

    公开(公告)日:2021-05-14

    申请号:CN202011627850.6

    申请日:2020-12-30

    Abstract: 本发明涉及一种复合介质栅横向收集光敏探测单元、光敏探测器及其工作方法,包括形成在同一衬底正面的复合介质栅MOS电容和复合介质栅晶体管,还包括埋栅MOS电容,埋栅MOS电容位于P型半导体衬底背面且正对上方复合介质栅MOS电容的中心位置,复合介质栅MOS电容与复合介质栅晶体管在P型半导体衬底中通过浅槽隔离区隔开。光敏探测器包括多个探测单元排列成的阵列,每一列复合介质栅晶体管的漏端相连形成位线,源端相连形成公用源,每一行的控制栅极相连形成字线,每一行的埋栅相连形成埋栅线,衬底共用;光敏探测单元之间通过浅槽隔离区以及深槽隔离区隔开。工作时依次包括光电子的收集、光电子的读出与放大和光电子的复位。本发明的光电荷收集效率高。

    基于复合介质栅双晶体管光敏探测器的模数转换电路

    公开(公告)号:CN111147078A

    公开(公告)日:2020-05-12

    申请号:CN201911257219.9

    申请日:2019-12-10

    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模数转换电路。该模数转换电路包括钳位电路、信号存储电路、信号比较电路、计数电路和缓存电路;钳位电路连接复合介质栅双晶体管光敏探测器MOSFET部分的漏端,同时连接信号存储电路,信号存储电路再依次连接信号比较电路、计数电路和缓存电路。本发明的模数转换电路,通过控制片外斜坡信号,能够以更低的功耗、更小的面积,实现多量程、多精度的数模转换功能。

    基于双控制栅的复合介质栅可控自增益光敏探测器件

    公开(公告)号:CN110828605A

    公开(公告)日:2020-02-21

    申请号:CN201910966070.5

    申请日:2019-10-12

    Inventor: 马浩文

    Abstract: 本发明公开了一种基于双控制栅的复合介质栅可控自增益光敏探测器件。该器件包括复合介质栅、MOS电容和感光晶体管,复合介质栅的P型基底上方依次设有底层介质层、浮栅和顶层介质层,顶层介质层上方设有MOS电容的控制栅极和感光晶体管的控制栅极,感光晶体管的控制栅极通过互连导线和P型基底连接;MOS电容和感光晶体管设置在P型基底内,并通过浅槽隔离;感光晶体管设有源极和漏极;MOS电容和感光晶体管之间通过浮栅相连。本发明的器件能实现低功耗的感光自增益功能和增益控制功能,同时满足对强光和弱光的探测需求,实现高动态范围的光敏探测。

    一种基于多晶圆堆叠技术的多区块像元阵列

    公开(公告)号:CN111146222A

    公开(公告)日:2020-05-12

    申请号:CN201911257258.9

    申请日:2019-12-10

    Abstract: 本发明公开了一种基于多晶圆堆叠技术的多区块像元阵列。该像元阵列由多个复合介质栅双器件光敏探测器周期性排布构成,像元阵列与周边非像元阵列模块分别制作在上、下两片不同的晶圆上,像元阵列通过晶圆间通孔与非像元阵列模块相连,非像元阵列模块包括读出模块、高压模块、译码模块和逻辑控制模块;每个复合介质栅双器件光敏探测器包括一个感光晶体管和一个读取晶体管,两者均采用复合介质栅的结构;像元阵列分成多个工作区块,每个区块的复合介质栅双器件光敏探测器具有独立的字线和位线,不同区块的字线和位线不相连,区块与区块间紧密排列。本发明不仅加速了单张图片的传输速度,提高视频的帧率,并且能保证超高像素图像的真实性。

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