[发明专利]半导体感光器件的控制方法

权利要求书

1.一种半导体感光器件的控制方法，其特征在于：所述半导体感光器件的源区与多条源线中的任意一条相连接，其漏区与多条位线中的任意一条相连接，其控制栅极与多条字线中的任意一条相连接，其浮栅区储存电荷，所述浮栅区不能通过所述漏区和控制栅极进行电容耦合，以及一个用于连接所述浮栅区和所述漏区的感光二极管，其控制方法包含以下步骤：

对多个半导体感光器件中的一个进行复位的步骤：

对与所述半导体感光器件相连接的源线施加第一个电压；

对与所述半导体感光器件相连接的字线施加第二个电压，并对与所述半导体感光器件相连接的位线施加第三个电压，由此使所述半导体感光器件中的所述感光二极管正向偏置，该半导体感光器件被重置；

对多个半导体感光器件中的一个进行感光的步骤：

对与所述半导体感光器件相连接的源线施加第一个电压；

对与所述半导体感光器件相连接的字线施加第四个电压，并对与所述半导体感光器件相连接的位线施加第五个电压，由此使所述半导体感光器件的感光二极管处于反向偏置状态；

进行曝光，半导体感光器件的漏区与浮栅区之间的光生电流可以改变浮栅电势，使所述半导体感光器件的阈值电压变化；

对多个半导体感光器件中的一个进行读取的步骤：

对与所述半导体感光器件相连接的源线施加第一个电压；

对与所述半导体感光器件相连接的字线施加第六个电压，并对与所述半导体感光器件相连接的位线施加第七个电压，读取通过源区与漏区的电流，根据电流大小判断曝光强度。

2.如权利要求1所述的半导体感光器件的控制方法，其特征在于：所述第一个电压范围为-1V到1V；所述第二个电压范围为-1V到10V；所述第三个电压范围为1V到-5V；所述第四个电压范围为-2V到5V；所述第五个电压范围为-2V到4V；所述第六个电压范围为0V到10V；所述第七个电压范围为-2V到4V。

3.如权利要求1所述的半导体感光器件的控制方法，其特征在于：所述半导体感光器件，包括一个具有第一种掺杂类型的半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成的具有第二种掺杂类型的源区和漏区； 

在所述半导体衬底内形成的介于所述源区和漏区之间的一个沟道区域；

在所述沟道区域之上形成的覆盖整个沟道区域的第一层绝缘薄膜；

在该第一层绝缘薄膜之上形成的一个作为电荷存储节点的具有导电性的浮栅区；

所述的浮栅区和所述漏区之间通过一个用来感光的感光p-n结二极管连接；

覆盖在所述浮栅区之上的第二层绝缘薄膜；

以及在所述第二层绝缘薄膜之上形成的控制栅极。

4.如权利要求3所述的半导体感光器件的控制方法，其特征在于：所述半导体衬底内形成一个介于所述沟道区域和漏区之间的具有第二种掺杂类型的阱区，在所述阱区内形成一具有和所述阱区相反的掺杂类型的反掺杂区域，所述阱区及其反掺杂区域形成一个感光p-n结二极管。

5.如权利要求4所述的半导体感光器件的控制方法，其特征在于：所述第一种掺杂类型为p型杂质掺杂，第二种掺杂类型为n型杂质掺杂；或者，所述第一种掺杂类型为n型杂质掺杂；第二种掺杂类型为p型杂质掺杂。

6.如权利要求5所述的半导体感光器件的控制方法，其特征在于：所述感光p-n结二极管是硅基p-n同质结，或者是由SiGe、InGaAs、GaN、GaAs和Si组合形成的异质结。

7.如权利要求6所述的半导体感光器件的控制方法，其特征在于：所述半导体衬底为单晶硅、绝缘体上硅、锗化硅或砷化镓。

8.如权利要求7所述的半导体感光器件的控制方法，其特征在于：所述绝缘薄膜是由二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者高介电常数的绝缘体形成。

9.如权利要求8所述的半导体感光器件的控制方法，其特征在于：所述浮栅区是由多晶硅、钨、氮化钛、氮化钽或者合金材料形成，其形成的导体层的厚度范围为20-300纳米。

10.如权利要求1所述的半导体感光器件的控制方法，其特征在于：所述感光p-n结二极管的受光强度和时间由浮栅区内的电荷以及浮栅区的电势的变化来记录。