多增益模式的复合介质栅双晶体管光敏探测器及方法技术

本发明专利技术提供了一种多增益模式的复合介质栅双晶体管光敏探测器及方法。该探测器包括用于感光的复合介质栅电容和用于读出的复合介质栅晶体管，复合介质栅电容包括衬底、第一底层介质层、第一电荷耦合层、第一顶层介质层和控制栅；该光敏探测器还包括增益电容，增益电容的衬底与复合介质栅电容的衬底相连且之间不存在隔离结构；增益电容的结构包括由下而上设置的衬底、复合介质层和增益栅极，其中，增益电容的衬底与复合介质栅电容的衬底为同一个衬底。本发明专利技术实现了一种灵敏度、高动态范围、高灵敏度，并且主要应用于微米级像素单元的图像传感器。传感器。传感器。

【技术实现步骤摘要】
多增益模式的复合介质栅双晶体管光敏探测器及方法


[0001]本专利技术涉及光电探测器领域，尤其涉及一种多级增益模式可调的高灵敏度、高动态范围的复合介质栅双晶体管光敏探测器及其操作方法。

技术介绍

[0002]光电探测器在军事、医疗、汽车、移动设备等领域均有广泛应用，并且不同的应用领域关注的光电传感器的关键指标一般存在明显差异。例如，凡是涉及到监控的领域，往往场景相对复杂，不同位置的光强差异较大，这就要求光敏探测器及其构成的图像传感器具有较高的动态范围，能够同时实现对场景中强光部分和弱光部分的成像。另外，此类图像传感器也被要求具有良好的夜视能力，但是夜间环境下，在指定的单帧时间内能够获得光信号量受限，必须通过提高增益与降低噪声的方法来提高图像传感器的信噪比。
[0003]目前主流的光电探测器为电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)和CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor，CIS)。CCD的基本感光单元为多个串联的MOS电容，通过在各相邻的MOS电容的栅极施加适当的电压，实现光电荷收集、像素隔离和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多增益模式的复合介质栅双晶体管光敏探测器，包括用于感光的复合介质栅电容和用于读出的复合介质栅晶体管，所述复合介质栅电容包括衬底、第一底层介质层、第一电荷耦合层、第一顶层介质层和控制栅；其特征在于，该光敏探测器还包括增益电容，增益电容的衬底与所述复合介质栅电容的衬底相连且之间不存在隔离结构；所述增益电容的结构包括由下而上设置的衬底、复合介质层和增益栅极，其中，所述增益电容的衬底与所述复合介质栅电容的衬底为同一个衬底。2.根据权利要求1所述的多增益模式的复合介质栅双晶体管光敏探测器，其特征在于，所述复合介质栅电容的电容值小于等于所述增益电容的电容值。3.根据权利要求1所述的多增益模式的复合介质栅双晶体管光敏探测器，其特征在于，所述增益电容的复合介质层为单一或复合绝缘层。4.根据权利要求1所述的多增益模式的复合介质栅双晶体管光敏探测器，其特征在于，所述增益电容为单个或者多个，当采用多个时，第i级增益电容的衬底与第(i+1)级增益电容的衬底相连且之间不存在隔离结构，i为正整数。5.根据权利要求4所述的多增益模式的复合介质栅双晶体管光敏探测器，其特征在于，所述第i级增益电容的电容值小于等于所述第(i+1)级增益电容的电容值。6.根据权利要求1所述的多增益模式的复合介质栅双晶体管光敏探测器，其特征在于，所述复合介质层由第二底层介质层、第二电荷耦合层和第二顶层介质层...

【专利技术属性】
技术研发人员：马浩文，沈凡翔，闫锋，卜晓峰，王凯，王子豪，李张南，胡心怡，顾郅扬，陈辉，常峻淞，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：