分裂栅型MOSFET成像探测器及其操作方法技术

本发明专利技术提出一种分裂栅型MOSFET成像探测器及其操作方法，分裂栅型MOSFET结构为在P型衬底正上发设有两层绝缘介质层和控制栅极，两层绝缘介质层之间设有光电子存储层；控制栅极的两侧设有选择栅极，将控制栅极所控制的衬底与探测器源极和漏极隔离开。与控制栅极接触的顶层绝缘介质层是阻止光电子存储层中存储的电荷流失到控制栅极的材料，衬底层或控制栅极面至少有一处为对探测器探测波长透明或半透明的窗口。本发明专利技术可有效提高光电子的收集效率，抑制探测器暗电流，对工艺缺陷不敏感，动态范围大，信号读取准确性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固态成像探測器件，尤其是关于红外、可见光波段至紫外波段的固态成像探測器的器件结构和工作机制，是ー种基于分裂栅结构MOSFET的具有存储功能的非挥发性成像器件及其操作方式。 ニ
技术介绍
图像传感器在军事民用国防等各个领域都有着非常广泛的应用，如数码相机、移动手机、摄像机等。目前发展的主要固态成像探测器是CXD成像探測器和CMOS-APS。CXD出现的较早，现在其生产制作技术已经相对成熟，它的基本结构是一系列MOS电容进行串联，通过电容上面电压脉冲时序控制半导体表面势阱的产生和变化，进而实现光生电荷信号的存储和转移读出。正是由于这个信号转移和读出的特点，电荷的转移速度受到物理限制，这会导致成像的速度难以提高。另外，由于其相互串联的MOS电容架构和传输电荷的需要，在同一行串联的CCD像素中，任何ー个MOS电容失效或者不能正常工作都会影响电荷在该电容出正常传输，从而导致该行CCD中排在电容之后的像素不能正常工作，通常表现为黑条、白条或者暗条。因此，CXD的制作生产对エ艺的控制要求极高，所以成品率通常较低，生产成本高。而CMOS-APS每个像素是由ニ极管和晶体管组成，每个像素本文档来自技高网...

【技术保护点】
分裂栅型复合介质栅MOSFET成像探测器，每个单元探测器的构成是：在衬底P型半导体材料正上方分别设有两层绝缘介质材料和控制栅极，两层绝缘介质材料之间设有光电子存储层，所述光电子存储层是多晶硅、氮化硅，InGaN、金属膜或其他电子导体或半导体材料；控制栅极是多晶硅、金属或透明导电电极；控制栅极面或衬底层至少有一处为对探测器探测波长范围内的光透明或半透明的窗口；衬底P型半导体材料上方浮栅MOSFET的两侧设有选择栅极，选择栅极与衬底之间设有绝缘介质层，绝缘介质层材料和厚度与底层绝缘介质层（4）相同。两个选择栅极所控制的衬底的外围P型衬底上设有N型半导体区（9），构成分裂栅MOSFET的源极和漏极。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卜晓峰，闫锋，夏好广，吴福伟，马浩文，司向东，张佳辰，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：