基于复合介质栅结构的光敏探测单元、探测器及其方法技术

本发明专利技术公开一种基于复合介质栅结构的光敏探测单元、探测器及其方法。其光敏探测单元包括具有感光功能的复合介质栅MOS‑C部分、具有读取信息功能的复合介质栅MOSFET部分以及具有复位功能的复位管部分，复位管部分包括在P型半导体衬底上方依次叠设的底层介质层、复位浮栅层、顶层介质层和复位栅；在P型半导体衬底中：靠近第一底层介质层的一侧设有N型连接层，N型连接层与N型注入层相连；N型注入层分别与N型源极区、N型漏极区、复合介质栅MOSFET部分下方的衬底、复位栅下方的衬底之间通过设置浅槽隔离区和P+型注入区隔开。本发明专利技术的光敏探测器减小了暗信号带来的固定图形噪声，具有良好的暗特性和弱光响应。

【技术实现步骤摘要】
基于复合介质栅结构的光敏探测单元、探测器及其方法
本专利技术涉及成像探测器件，尤其是关于红外、可见光波段至紫外波段的成像探测器件的结构、工作机制及其信号的读出，是一种基于复合介质栅结构的改良暗特性的光敏探测单元、探测器及其信号读取方法。
技术介绍
成像探测器在军事民用等各个领域都有很大的应用，当前发展的主要成像探测器是CCD和CMOS-APS。CCD出现较早，技术相对比较成熟，它的基本结构是一列MOS电容串联，通过电容上面电压脉冲时序控制半导体表面势阱产生和变化，进而实现光生电荷信号的存储和转移读出，也正是由于这个信号转移特点，电荷转移速度很受限制，所以成像速度不高；另外由于是电容串联，一个电容有问题就会影响整行信号的传输，所以对工艺要求极高，成品率和成本不够理想。CMOS-APS每个像素采用二极管和晶体管组成，每个像素都是相互独立的，在整个信号传输过程中不需要串行移动电荷，某一个像素出现问题不影响其他像素性能，所以克服了CCD在此方面的缺点，也因此对工艺的要求不是那么苛刻。CMOS由于采用单点信号传输，通过简单的X-Y寻址技术，允许从整个排列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于复合介质栅结构的光敏探测单元，包括具有感光功能的复合介质栅MOS-C部分和具有读取信息功能的复合介质栅MOSFET部分，其中，复合介质栅MOS-C部分包括在P型半导体衬底上方依次叠设的第一底层介质层、电荷耦合层、第一顶层介质层和第一控制栅极，在P型半导体衬底中且第一底层介质层的下方设有N型注入层；复合介质栅MOSFET部分包括N型源极区、N型漏极区以及在所述P型半导体衬底上方依次叠设的第二底层介质层、所述电荷耦合层、第二顶层介质层和第二控制栅极，其特征在于，所述光敏探测单元还包括具有复位功能的复位管部分，所述复位管部分包括在所述P型半导体衬底上方依次叠设的第三底层介质层、复位浮栅层、第...

【技术特征摘要】
1.基于复合介质栅结构的光敏探测单元，包括具有感光功能的复合介质栅MOS-C部分和具有读取信息功能的复合介质栅MOSFET部分，其中，复合介质栅MOS-C部分包括在P型半导体衬底上方依次叠设的第一底层介质层、电荷耦合层、第一顶层介质层和第一控制栅极，在P型半导体衬底中且第一底层介质层的下方设有N型注入层；复合介质栅MOSFET部分包括N型源极区、N型漏极区以及在所述P型半导体衬底上方依次叠设的第二底层介质层、所述电荷耦合层、第二顶层介质层和第二控制栅极，其特征在于，所述光敏探测单元还包括具有复位功能的复位管部分，所述复位管部分包括在所述P型半导体衬底上方依次叠设的第三底层介质层、复位浮栅层、第三顶层介质层和复位栅极；
所述P型半导体衬底中且靠近第一底层介质层的一侧设有N型连接层，N型连接层与所述N型注入层相连，且N型连接层延伸至第三底层介质层的下方；
在所述P型半导体衬底中，所述N型注入层分别与N型源极区、N型漏极区、复合介质栅MOSFET部分下方的衬底、复位栅下方的衬底之间通过设置浅槽隔离区和P+型注入区隔开。


2.根据权利要求1所述的基于复合介质栅结构的光敏探测单元，其特征在于，在所述P型半导体衬底中且第三底层介质层的下方设有阈值调节注入区。


3.利用如权利要求1所述基于复合介质栅结构的光敏探测单元组成的光敏探测器，其特征在于，多个所述光敏探测单元在同一P型半导体衬底上排成阵列形成探测器，其中，所述复合介质栅MOS-C部分之间设置深槽隔离区和P+型注入区，用于隔开各个光敏探测单元；所述复合介质栅MOSFET部分之间采用闪存的NOR架构进行互联；NOR架构中共用一个N型源极区的两行光敏探测单元也共用一个所述复位管部分；同一行探测单元的控制栅极相互连接为字线，同一列探测单元的N型漏极区通过金属层相互连接为位线，同一行的复位栅相互连接并与同一...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫锋，王子豪，沈凡翔，李张南，王凯，胡心怡，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32