[发明专利]光敏复合介质栅MOSFET探测器

说明书

一、技术领域

本发明涉及成像探测器件，尤其是红外、可见光波段至紫外波段的成像探测器件的结 构、工作机制、设置和操作方法。

二、背景技术

目前发展的成像探测器件主要是CCD和CMOS-APS，CCD器件基本工作原理与金属-氧 化物-硅(MOS)电容的物理机理相关，CCD的基本组成单元是MOS电容器，其工作过程主 要是信号电荷的产生、存储、转移和检测。CCD是以电荷包的形式对信号进行存储、转移 的器件，它突出的特点是以电荷为信号，而不同于其它以电流或电压为信号的器件。CCD 工作时，由时钟脉冲电压来产生和控制半导体势阱的变化，进而实现电荷的存储和转移。 CMOS-APS，如中国专利CN1774814等。

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 x 10k(DALSA)

□最小像素     2.4微米       (e2V)无法缩小

□井深～1000   e-/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 x 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-/微米μm²(Micron 18微米x18微米像素)

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是当今从科学仪器到家用影像设备中广泛 应用的成像元件，但现有的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。