[發明專利]一種智能化多維多功能傳感及信息處理集成電路

有效

• 申請號: 202010181514.7
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111370362B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 林和
• 申請（專利權）人: 林和
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;G01D5/14;G01D5/26;G01D5/48
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 朱健

本發明提供了一種智能化多維多功能傳感及信息處理集成電路。包括：襯底、過渡層和超晶格超大規模集成電路層；其中，所述襯底由硅，化合物半導體，氮化鎵、砷化鎵或碳化硅中一種或多種組成；在所述襯底的頂部設有由二氧化硅、碳化硅、化合物半導體中一種或多種組成的過渡層；在所述過渡層頂部和側面形成有基于二維電子氣、二維空穴氣和量子阱電路創建的超晶格超大規模集成電路層，本發明的優點在本發明具有多功能、高性能、高可靠性、設計靈活性、工藝簡化，生產周期短，成本合理等優點。

技術領域

本發明涉及傳感技術領域，特別涉及一種智能化多維多功能傳感及信息處理集成電路。

背景技術

目前國際國內的各種傳感器，如光電傳感器，熱敏傳感器，磁敏傳感器，位置傳感器，壓力傳感器，聲波傳感器等，都是分離器件，或是由分離器件組合而成的一維或二維列陣。當前高速發展的大數據，人工智能及全面數據化智能化市場應用急需高性能高可靠并具有可接受成本的新型的傳感及信息處理集成電路，更重要的是新型的傳感及信息處理集成電路還必須滿足人工智能及太空時代對超高速，抗高低溫，抗輻射等特殊要求。

而且目前的傳感器具有分離器件模式：一種器件只能檢測一種信息，如光電傳感器只能測量光電信號等。如需檢測多種信息，則需要多個各種傳感器分離器件，導致傳感器件性能單一，無法同時檢測多種信息也不能實現聲光電磁的相關信息的智能化集成。這種模式造價高，器件性能差，可靠性低，抗高低溫與抗輻射性都很難滿足要求。器件性能差，可靠性低且多個分離器件傳感器或傳感器列陣制造工藝過于復雜，生產周期長。

在這現有技術中：傳感器系統中的傳感器與信息處理部分是分離的，以至不能有效進行實時信息處理、毫米波亞毫米及波微米波集成電路與接收及發射天線分離、硅基的毫米波集成電路工作頻率低而市場上還沒有以化合物半導體為基礎的毫米波集成電路、抗高低溫與抗輻射性能不理想等問題。

發明內容

本發明提供一種智能化多維多功能傳感及信息處理集成電路。用以解決現有傳感器感器件性能單一，無法同時檢測多種信息也不能實現聲光電磁的相關信息的智能化集成，造價高，器件性能差，可靠性低，抗高低溫與抗輻射性都很難滿足應急需求，成本高，生產周期長等問題。

一種智能化多維多功能傳感及信息處理集成電路，其特征在于，包括：襯底、過渡層和超晶格超大規模集成電路層，所述過渡層設置于所述襯底和所述超晶格超大規模集成電路層之間；其中，

所述襯底由硅、化合物半導體、氮化鎵、鉮化鎵或碳化硅中一種或多種組成；

所述襯底的頂部設有由二氧化硅、碳化硅、化合物半導體中一種或多種組成的過渡層；

所述過渡層頂部和側面形成有基于二維電子氣、二維空穴氣和量子井電路創建的超晶格超大規模集成電路層；其中，

所述超晶格超大規模集成電路層包括超晶格傳感元器件和超大規模集成電路元器件，所述超大規模集成電路元器件連接于所述超晶格傳感元器件外圍；

所述超晶格傳感元器件由一種或多種超晶格傳感器組合而成；

所述超晶格傳感器至少包括超晶格霍爾磁傳感器、超晶格光電傳感器、超晶格毫米波與微米波傳感器、超晶格超聲波傳感器、超晶格生物電子傳感器中的一種；

所述超大規模集成電路元器件由信息存儲元器件、信息處理電路以及兼容的毫米波、微米波、亞毫米波、表面聲波、磁敏、光電子和生物電子的集成電路組合而成。

作為本發明的一種實施例：所述超晶格傳感元器件為多種超晶格傳感器的組合時，通過多層次金屬與介電隔離工藝在每個所述超晶格傳感器周邊構建隔離層，通過所述隔離層隔離相鄰的所述超晶格傳感器；其中，

所述隔離層包括：以平面屏蔽和垂直屏蔽為架構的金屬隔離層，以平面隔離和垂直屏蔽為架構的介電隔離層；