[发明专利]基于复合介质栅MOSFET的全局曝光光敏探测器

摘要

本发明提供一种基于复合介质栅MOSFET的全局曝光光敏探测器，包括由多个探测单元构成的阵列，每个探测单元包括感光晶体管、电荷存储晶体管和读取晶体管，或者每个探测单元包括感光晶体管、电荷转移晶体管、电荷存储晶体管和读取晶体管；其中，感光晶体管用以实现光敏探测器的感光功能，电荷存储晶体管用以实现光生电荷的存储，读取晶体管用以实现信号的读取，电荷转移晶体管用以控制光生电荷的转移。本发明的探测器无需机械快门，可实现全局曝光与快速读取的功能，与现有浮栅CMOS工艺兼容，制造技术成熟，易于实现，由探测单元构成的阵列与周边电路整合性高，可大幅缩小芯片体积，且任何一个像素的失效不会影响整个成像阵列的正常工作。

主权项

1.基于复合介质栅MOSFET的全局曝光光敏探测器，包括由多个探测单元构成的阵列，其特征在于：每个探测单元包括感光晶体管、电荷存储晶体管和读取晶体管，感光晶体管、电荷存储晶体管和读取晶体管都形成在同一P型半导体衬底上方；所述感光晶体管用以实现光敏探测器的感光功能，其结构为：在所述P型半导体衬底上方自下而上依次设有底层绝缘介质层、电荷耦合层、顶层绝缘介质层和控制栅极，或者在所述P型半导体衬底上方自下而上依次设有底层绝缘介质层和控制栅极；所述电荷存储晶体管用以实现光生电荷的存储，其结构为：在所述P型半导体衬底上方自下而上依次设有底层绝缘介质层、电荷耦合层、顶层绝缘介质层和控制栅极；所述读取晶体管用以实现信号的读取，其结构为：在所述P型半导体衬底上方自下而上依次设有底层绝缘介质层、电荷耦合层、顶层绝缘介质层和控制栅极，在所述P型半导体衬底靠近底层绝缘介质的一侧通过离子注入形成N型源极，在所述P型半导体衬底靠近底层绝缘介质与所述的N型源极相对的另一侧通过离子注入形成N型漏极；所述电荷存储晶体管和读取晶体管在衬底中通过浅槽隔离区隔开；所述感光晶体管的电荷耦合层和电荷存储晶体管的电荷耦合层不相连，感光晶体管的控制栅极和电荷存储晶体管的控制栅极不相连；所述电荷存储晶体管的电荷耦合层和读取晶体管的电荷耦合层相连，电荷存储晶体管的控制栅极和读取晶体管的控制栅极相连。