数字图像传感器的制造方法_2

文档序号:9434529阅读:来源:国知局
强的电流映射(10V偏压下),Work voltage:工作电压,Current (nA):电流(纳安),Light Intensity (mW.cm 2):光强(毫瓦/平方厘米);
[0028]图8为在恒定光强下,本发明实施例的氧化锌纳米柱在增加偏压的情况下持续增大输出电流,μ W ^cm2:微瓦/平方厘米,Light:光照,Dark:无光,Current (nA):电流(纳安),Voltage (V):电压(伏);
[0029]图9为本发明实施例的氧化锌纳米柱对光强的相应速度(10V偏压下),Workvoltage:工作电压,yW.cm 2:微瓦/平方厘米,Current(nA):电流(纳安),ys:微秒,OFF:(光照)媳灭,0N:(光照)点亮;
[0030]图10为本发明实施例的以半径为50纳米的氧化锌纳米柱作为光子场效应管时光电相应开关比与纳米柱高度的关系,0n/0ff rat1:开关比,Height:(纳米柱)高度,Exp.:实验数据,Fitting:拟合数据;
[0031]图11为本发明实施例的有无表面修饰的氧化锌纳米柱的光电响应对比图,Voltage (V):电压(伏),Current (nA):电流(纳安),Light:光照,Light (Funct.NR):光照(表面修饰的纳米柱),Dark:无光照,Dark (Funct.NR):无光照(表面修饰的纳米柱);
[0032]图12为本发明实施例的以氧化锌纳米柱为光子场效应管时,其电流与光强的对应关系,Current (nA):电流(纳安),Light Intensity (mW.cm 2):光强(毫瓦/平方厘米);
[0033]图13为本发明实施例的有无肖特基势皇对半导体纳米柱的光电响应对比Voltage (V):电压(伏),Current (nA):电流(纳安),Light:光照,Dark:无光照;
[0034]图14为本发明实施例的有无表面修饰以及有无肖特基势皇对半导体纳米柱的光电响应对比,Time (s):时间(秒),Current (nA):电流(纳安),On:有光照,Off:无光照,ZnO NR:氧化锌纳米柱,Funct.NR:表面修饰的纳米柱,Funct.+Schot.表面修饰的纳米柱+肖特基势皇;
[0035]图15为本发明实施例的数字图像传感器被光电照射时的结构示意图,Light ;光斑位置;
[0036]图16为本发明实施例的依次为只是氧化锌纳米柱、经表面修饰的氧化锌纳米柱、以及以肖特基连接的经表面修饰的氧化锌纳米柱的像数点光电响应柱状图,I(nA):电流(纳安),Zn0 NR:氧化锌纳米柱,Schot.NR:肖特基纳米柱,Funct.+Schot.:表面修饰(氧化锌纳米柱)+肖特基势皇;
[0037]图17为本发明实施例的封装好的数字图像传感器照片;
[0038]图18为本发明实施例的数字图像传感器的读取示意图,Light:光斑位置,PROCESSOR:处理器;
[0039]图19为低分辨率下的“T”字母图像;
[0040]图20为本发明实施例的数字图像传感器记录的“T”字母图像;
[0041]图21为“T”经成像系统在本发明实施例的数字图像传感器上记录下单超高清图像,Object:物,Lens:透镜,Image:像;
[0042]图22为本发明提供的数字图像传感器记录的洋葱表皮细胞的显微图。
[0043]其中:1、半导体纳米柱,2、薄膜透明电极,21、源极的薄膜透明电极,22、漏极的薄膜透明电极,3、硅基薄膜。
【具体实施方式】
[0044]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
[0045]本发明提供的数字图像传感器包括三维的半导体纳米柱、带状的薄膜透明电极,所述半导体纳米柱的两端端面分别与所述薄膜透明电极的一侧表面连接,形成源极和漏极,且源极的薄膜透明电极与漏极的薄膜透明电极互相垂直,所述薄膜透明电极的另一侧表面与娃基薄膜连接。
[0046]参见图1-3,作为本发明的一个实施例,所述数字图像传感器包括三维的半导体纳米柱1、带状的薄膜透明电极2和硅基薄膜3,所述半导体纳米柱I的两端端面分别与所述薄膜透明电极2的一侧表面连接,形成源极和漏极,且源极的薄膜透明电极21与漏极的薄膜透明电极22互相垂直,所述薄膜透明电极2的另一侧表面与硅基薄膜3连接。在材料上,优选光电特性强的半导体材料,更为优选地,使用极强光电效应的新型半导体,例如氧化锌纳米柱和氮化镓纳米柱等,可以显著增强像素的光电效应。用从底到顶的合成方法或者从顶到底的加工方式制备得到三维的半导体纳米柱1,作为像素点的基本材料。参见图4,所述三维半导体纳米柱对光强具有显著的放大作用。优选地,所述半导体纳米柱I垂直于所述硅基薄膜3。
[0047]本发明以三维的半导体纳米柱(称之为光子场效应管,Photon-effecttransisitor,简称PET)为像素点,可以大幅度降低像素的复杂度。通过图5和6可以看出,CMOS像素结构包括光电二极管(PD)和相应的场效应管放大器(FET)及复杂的内部连线,但是本发明的半导体纳米柱(PET)仅有两管脚结构,从而使以光子场效应管为像素的数字图像传感器的结构更为简单。因此,本发明创造性地以三维的半导体纳米柱作为像素点,将光电信号传感(光强信号转换为电信号),以及电信号的放大集成成一个双电极的简单电子元件,通过这一双电极的电子元件(光子场效应管),就可以实现光电二极管以及三电极的场效应管放大器的综合功效,从而以全新的光子场效应管为像素点的数字图像传感器可以突破当前CCD和CMOS的像素尺寸极限,实现数字图像传感器分辨率革命性的突破。
[0048]本发明的结构原理:半导体纳米柱I与其两端端面连接的薄膜透明电极2分别形成源极,漏极,光强照射纳米柱I表面控制纳米柱I的电导率,从而实现对光强的电流转换以及放大过程。优选地,所述半导体纳米柱I垂直于薄膜透明电极2。参见图7-9,以氧化锌纳米柱为例,1V偏压下,氧化锌纳米柱(光子场效应管)对应不同光强的电流映射:线性放大过程;恒定光强下,氧化锌纳米柱(光子场效应管)在增加偏压的情况下持续增大输出电流;氧化锌纳米柱(光子场效应管)对光强的相应速度。
[0049]在本发明的一个实施例中,所述半导体纳米柱I为宽带半导体纳米柱。
[0050]在本发明的一个实施例中,所述硅基薄膜3选自聚二甲基硅氧烷薄膜。在本发明的另一个实施例中,所述薄膜透明电极2选自金电极。
[0051]在本发明的一个较佳实施例中,所述半导体纳米柱I采用半径为50nm、高度为SOOnm的氧化锌纳米柱,以进一步提高该纳米柱I的光电相应开关比,参见图10。在本发明的另一个实施例中,所述半导体纳米柱I采用半径为45nm、高度为750nm的氧化锌纳米柱。在本发明的另一个实施例中,所述半导体纳米柱I采用半径为50nm、高度为820nm的氧化锌纳米柱。在本发明的另一个实施例中,所述半导体纳米柱I采用半径为55nm、高度为800nm的氧化锌纳米柱。通过优化三维半导体纳米柱的高度与半径(截面)的大小比,可以进一步提尚像素光电响应。
[0052]在本发明的一个优选实施例中,所述半导体纳米柱I采用高分子溶液旋镀的方法进行表面功能处理,然后经干燥形成高分子氧化还原材料镀膜。
[0
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1