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基于快闪存储器结构的光敏可控器件制造技术

技术编号:8791889 阅读:211 留言:0更新日期:2013-06-10 12:43
基于快闪存储器结构NMOSFET光敏可控器件,包括p型半导体衬底,衬底上设有n型重掺杂的源区和漏区,衬底上依次为隧穿氧化层、电荷存储层、阻挡氧化层和控制栅极,组成快闪存储器结构的NMOSFET光敏可控器件,阻挡氧化层和控制栅极为透明电极。隧穿氧化层厚度约为7nm至10nm,电荷存储层为多晶硅材料,其厚度约为100nm,阻挡氧化层为二氧化硅/氮化硅/二氧化硅三层结构,其厚度分别约为4nm/10nm/5nm,控制栅为多晶硅材料,厚度约为200nm,栅极长度约为0.16微米,宽度约为0.18微米。工作在电信号增大模式下时,首先对光敏器件进行擦除操作,使擦除后光敏器件阈值电压小于其初始阈值,也可工作在电信号减小模式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于快闪存储器结构的光敏可控器件和信号获得方法,可实现在光照下器件电信号增大或减小可调。
技术介绍
半导体光敏器件在日常生活和国防领域发挥着极其重要的作用,如图像传感器、光敏开关等。目前,所有的半导体光敏器件都是应用器件在光照下,光子被半导体吸收而产生电子空穴对,这些电子空穴对将会使载流子浓度增大,从而器件的电信号会增大,如光敏开关,应用的是器件在光照条件下,电流变大,而在无光照条件下,电流很小,故可以智能控制特定系统,如路灯。目前半导体光敏器件在光照下电信号只能单向的增大,如文献(WeiquanZhang,Transactions on electron devices, VOL.48, N0.6, JUNE 2001)中提到一种光敏器件,其结构如图1所示,是一个典型的PMOSFET晶体管结构,将栅极和衬底短接并浮空,源端接地,在漏端加一个负电压,当无光时,由于栅和衬底短接,晶体管处于关闭状态,漏端电流很小,当有光照射时,产生的空穴会被漏端给抽走,漏端电流增大,同时电子积聚在衬底会使衬底电位降低,从而栅极电位降低,使漏端电流增大,故光照产生的电子和空穴都使漏端电本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于快闪存储器结构NMOSFET光敏可控器件,其特征是包括p型半导体衬底101,衬底上设有n型重掺杂的源区102和漏区103,衬底上依次为隧穿氧化层104、电荷存储层105、阻挡氧化层106和控制栅极107,组成快闪存储器结构的NMOSFET光敏可控器件,阻挡氧化层106和控制栅极107为透明电极。

【技术特征摘要】
1.基于快闪存储器结构NMOSFET光敏可控器件,其特征是包括P型半导体衬底101,衬底上设有n型重掺杂的源区102和漏区103,衬底上依次为隧穿氧化层104、电荷存储层105、阻挡氧化层106和控制栅极107,组成快闪存储器结构的NMOSFET光敏可控器件,阻挡氧化层106和控制栅极107为透明电极。2.根据权利要求1所述的基于快闪存储器结构NMOSFET光敏可控器件,其特征是在0.13微米快闪存储器结构NMOSFET光敏可控器件,其半导体衬底101为硅衬底,隧穿氧化层104为二氧化硅,其厚度约为7nm至10nm,电荷存储层105为多晶硅材料,其厚度约为lOOnm,阻挡氧化层106为二氧化硅/氮化硅/ 二氧化硅三层结构,其厚度分别约为4nm/10nm/5nm,控制栅107为多晶硅材料,厚度约为200nm,栅极107长度约为0.16微米,宽度约为0.18微米,栅极长度和宽度可调,器件初始阈值为2.7v左右。3.根据权利要求1或2所述的快闪存储器结构NMOSFET光敏可控器件信号获得方法,其特征是工作在电信号增大模式下时,首先对光敏器件进行擦除操作,使擦除后光敏器件阈值电压小于其初始阈值,这时光敏器件电荷存储层105中存有大量空穴;在有光照条件下时,光子到达光敏器件衬底101并被吸收,光子产生电子和空穴对,电子向着衬底表面运动而空穴则流向衬底;在电信号增大模式下工作时,将光敏器件栅极107和衬底101短接并浮空,源端102接地,在漏端103加一个正电压并测试漏端电流,当无光时,由于光敏器件没有开启,故电流很小,若有光照射,光生电子向衬底表面运动,使沟道表面电子浓度增加,故漏端103电流增大,同时空穴流向衬底并积聚,积聚的空穴使衬底电势抬高,由于栅极107和衬底101短接,故光敏器件的栅极107电位也会抬高,从而使器件沟道能带继续向下弯曲并有可能使器件开启,这使漏端电流增大,故在该放大模式下,基于快闪存储结构的光敏器件在光照条件下,漏端103电信号会增大,并且光强越大,电信号越大。4.根据权利要求3所述的快闪存储器结构NMOSFET光敏可控器件信号获得方法,其特征是在电信号增大模式下时,先通过FN擦除将器件阈值降为0.5v。5.根据权利要求1或2所述的快闪存储器结构NMOSFET光敏可控器件信号获得方法,其特征是工作在电信号减小模式下时,对光敏器件进行编程操作,使编程后光敏...

【专利技术属性】
技术研发人员:闫锋吴福伟
申请(专利权)人:南京大学
类型:发明
国别省市:

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