[发明专利]基于双控制栅MOSFET结构的光电探测器

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种成像探测器件，尤其是基于CMOS工艺的双控制栅MOSFET结构的光 电探测器，广泛应用于摄像机、数码相机、掌上电脑、手机、PDA等。

二、背景技术

现在广泛运用的固态成像器件主要有两类：电荷耦合器件(CCD)和CMOS APS成 像器件。虽然CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器， 但成本高、集成度小、功耗大且需要多种电源的缺点；而CMOS传感器则具有低成本、 低功耗、以及高整合度的优点，但也存在灵敏度不高和噪声较大的问题。由此可见CCD 和CMOS APS成像器件都各有优缺点，因此开发一种集合CCD和CMOS APS优点的新 一代成像器件非常重要。

典型的可见光波段成像器件CCD规格和像素大小：

□    最大规格    10k×10k(DALSA)

□    最小像素    2.4微米(e2V)无法缩小

□    井深～1000e/μm²

典型CMOS-APS像素规格(CMOS-APS成像像素单元具有四大功能，光电子搜集与存 储、放大、复位、选址)：

□    最大规格    4k×4k     (0.18微米工艺，Raytheon etc.)

□    最小像素    2.8微米    (0.25微米工艺，Panasonic)很难缩小

□    井深3000e/μm²

CCD与CMOS-APS两者的综合比较如下表：

CCD  CMOS-APS 漏电流 非常好 ＜1nA/cm²不好 ＞50nA/cm²占空比 (Fill Factor) 非常好 ～100％ 不好 ＜60％ 工艺要求与 非常高 一般 成品率 成品率低 成品率高 与CMOS工艺的兼容度 不兼容 兼容

CCD和CMOS-APS的局限性：CCD和CMOS-APS是当今科学仪器和家用影像设备中广泛 应用的成像元件，但两种成像元件都有其不可克服的缺点。CCD本质上是相互平行的可以 定向传输电荷的大量相互串联的MOS电容，其局限性表现在：

1)成像速度难以提高：CCD成像过程中需要物理性地移动电荷，因此，其成像速度 难以提高。