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申请/专利权人：南京大学

摘要：本发明公开了一种复合介质栅光敏探测器的读出方法，属于集成电路领域。所述方法在复合介质栅光敏探测器的读出晶体管的源端连接一个电流源，通过对光敏探测器读取晶体管的栅端和漏端所加电压的控制使复合介质栅光敏探测器的读出晶体管在读取时工作在饱和区，实现源跟随器的功能，相比于典型的扫斜坡读出方法，该方法可以在数个时钟周期内完成从曝光到读取状态的转变，且不同于扫斜坡需要数百个时钟周期读取信号，该方法读取过程仅需要数个时钟周期，可以提供更快的读出速度，从而使得在读出过程中的双采样的时间间隔更小，有利于消除噪声；整个阵列的读出时间更短，有利于提高帧率。

主权项：1.一种复合介质栅光敏探测器的读出方法，其特征在于，所述方法应用于复合介质栅光敏探测器阵列中，所述复合介质栅光敏探测器阵列包括n×n个复合介质栅光敏探测器，每行的光敏探测器的读取晶体管的栅端通过WL连接在一起，每列的光敏探测器的读取晶体管的漏端通过BL连接在一起，每列的光敏探测器的读取晶体管的源端通过SL连接在一起，所述方法在每列SL上连接一个提供恒定电流的电流源，通过控制光敏探测器的读取晶体管的栅端和漏端所加电压使得复合介质栅光敏探测器的读出晶体管在读取时工作在饱和区，实现源跟随读出；每个复合介质栅光敏探测器包括形成于同一衬底上的感光晶体管和读取晶体管，二者共用一个复合介质栅，复合介质栅包括控制栅、电荷耦合层、顶层介质层和底层介质层；读取晶体管为MOS管，包括源端和漏端，其源端直接连接恒流源提供恒流，所述方法通过对控制栅的栅压、读取晶体管的漏端电压以及恒流源进行约束使得感光晶体管处于空阱时，读取晶体管工作在饱和区；所述方法对控制栅的栅压进行约束包括：在复位时，在控制栅处加负压，将衬底接地，对光敏探测器的感光晶体管收集的电子进行复位；在曝光时，在控制栅处加正压，将衬底接地，光敏探测器的感光晶体管收集光生电子；在读取时，在控制栅处加正压，将衬底接地，使得光敏探测器的感光晶体管处于空阱时，其读取晶体管工作在饱和区；读取栅压和曝光栅压满足关系式： 其中，代表顶层介质层处的电容，代表底层介质层处的电容，代表读取晶体管上方对应着的部分底层介质层处的电容，表示感光晶体管与底层介质层接触位置的界面处的表面势在曝光状态下的最大值，表示读取晶体管的栅长，表示电子迁移率，表示读取晶体管的栅宽；所述方法通过对控制栅的栅压、读取晶体管的漏端电压以及恒流源进行约束使得所述复合介质栅光敏探测器阵列中第行处于读出状态，该行的光敏探测器的栅端加读取栅压，第行至行处于曝光状态，该行的光敏探测器的栅端加曝光栅压，第行处于复位状态，该行的光敏探测器的栅端加复位栅压；m≤n，≤n。

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