[发明专利]基于复合介质栅双晶体管光敏探测器的软编程方法

说明书

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软编程方法。该方法所用的复合介质栅双晶体管光敏探测器包括MOS‑C部分和MOSFET部分，将复合介质栅双晶体管光敏探测器的源端接地，漏端接正偏压，衬底端接地，在栅端上施加一个正负交替、幅值可调且占空比可调的脉冲电压，使得MOSFET部分的P型半导体衬底中的沟道热电子在施加电压的电场作用下注入到电荷耦合层，从而使得复合介质栅双晶体管光敏探测器阈值电压趋于收敛。本发明的方法通过控制加压时序，为复合介质栅双晶体管光敏探测器及其阵列提供了一致性优化的方法。

技术领域

本发明涉及一种基于复合介质栅双晶体管光敏探测器软编程方法。

背景技术

CCD和CIS作为当前最常见的两种成像器件，在像素响应一致性方面都具有各自的局限。CCD阵列中少数像素会具有反常的较大暗电流，并且过度曝光会使得过剩的光电子蔓延到其他像素，产生一定程度的串扰；CIS采用感光二极管，单个像素包含多个晶体管，结构复杂，大阵列中不同像素晶体管尺寸出现工艺制造上的偏差以及寄生电容的影响会导致像素响应的一致性受限。

在中国专利CN201210442007中提出了一种双晶体管光敏探测器，该探测器的特点是单个半导体器件即可实现完整的复位、感光以及读出的功能，构成一个完整的像素，可以极大地提高像素的填充因子。这种复合介质栅双晶体管光敏探测器作为新一代的成像器件，其更快的工作速度、更大的填充系数、更多的满阱电荷且能和CMOS工艺集成，使其与CCD和CIS相比具有先天优势。但目前还没有对于该复合介质栅双晶体管光敏探测器阵列进行一致性优化的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于复合介质栅双晶体管光敏探测器的软编程方法。

本发明采用的技术方案如下：

基于复合介质栅双晶体管光敏探测器的软编程方法，其复合介质栅双晶体管光敏探测器包括MOS-C部分和MOSFET部分，其中，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，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；将所述第一控制栅极设置为所述复合介质栅双晶体管光敏探测器的栅端；将所述N型源极区设置为所述复合介质栅双晶体管光敏探测器的源端，将所述N型漏极区设置为所述复合介质栅双晶体管光敏探测器的漏端，将所述P型半导体衬底设置为所述复合介质栅双晶体管光敏探测器的衬底端；所述复合介质栅双晶体管光敏探测器的源端接地，漏端接正偏压，衬底端接地，在栅端上施加一个正负交替、幅值可调且占空比可调的脉冲电压，使得MOSFET部分的P型半导体衬底中的沟道热电子在施加电压的电场作用下注入到所述电荷耦合层，从而使得所述复合介质栅双晶体管光敏探测器阈值电压趋于收敛。

进一步地，在所述复合介质栅双晶体管光敏探测器进行软编程之前，对所述复合介质栅双晶体管光敏探测器进行擦除操作，该擦除操作的加压方式为：所述复合介质栅双晶体管光敏探测器的源端和漏端均接地，其栅端上加负偏压，其衬底端加正偏压，且栅端和衬底端的电压差值和时间可调。

进一步地，多个所述复合介质栅双晶体管光敏探测器组成N行N列的阵列，每一行N个所述复合介质栅双晶体管光敏探测器的栅端相连，并设置为字线，每一列N个所述复合介质栅双晶体管光敏探测器的漏端相连，并设置为比特线，每一列N个所述复合介质栅双晶体管光敏探测器的源端相连，并设置为源线，N×N个所述复合介质栅双晶体管光敏探测器的衬底相连，并设置为衬底端。

进一步地，对所述阵列进行软编程，即令阵列中的N条源线接地，N条比特线接正偏压，衬底端接地，在N条字线上施加一个正负交替、幅值可调且占空比可调的脉冲电压。

进一步地，所述阵列中，每行每列上所述复合介质栅双晶体管光敏探测器单独进行软编程，并且多个所述复合介质栅双晶体管光敏探测器在同一时刻或者不同时刻进行软编程。