[發明專利]一種仿生自適應視覺傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 202111363650.9
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN114300554A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 柴揚;廖付友
• 申請（專利權）人: 香港理工大學深圳研究院
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/113;H01L31/18
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 劉芙蓉

本發明涉及一種仿生自適應視覺傳感器及其制備方法。所述仿生自適應視覺傳感器依次包括：襯底、形成于所述襯底上的柵極、形成于所述柵極上和所述柵極未覆蓋襯底上的介質層、形成于所述介質層兩端的源極和漏極、形成于所述源極和漏極之間的具有缺陷態的半導體溝道層。本發明提供的自適應仿生視覺傳感器可以探測光信號，利用柵極電壓可調控器件的探測靈敏度，并且器件在不同的柵壓下可實現電流逐漸增加或者降低的功能。本發明提供的自適應仿生視覺傳感器具有類似人眼視網膜中光感受細胞和水平細胞的功能，可以實現視覺的探測以及光強適應功能。本發明可以廣泛應用于人工視覺系統領域。

技術領域

本發明涉及光電探測技術領域，尤其涉及一種仿生自適應視覺傳感器及其制備方法。

背景技術

機器視覺的發展(例如智能交通、移動醫療、實時視頻分析和協同自動駕駛)要求視覺傳感器具有超高分辨率、高圖像捕捉速度、更穩定以及不同光照條件下的大范圍檢測。寬范圍光照明的精確表示對于正確感知環境是至關重要的，因為自然光的光強具有280dB的范圍。它需要能準確捕捉和感知更多陰影和突出細節的光電器件。采用SiCMOS技術的最先進圖像傳感器的動態范圍通常為70dB，比自然場景窄得多。為了適應大光照強度范圍下的視覺，研究人員控制光學孔徑，采用液體透鏡，調整曝光時間，在后處理中采用去噪算法，通常需要復雜的硬件和軟件資源。開發具有視覺適應功能、在終端感知范圍寬的光電器件，這對于豐富機器視覺功能，降低硬件復雜度，實現高圖像識別效率是十分必要的。

發明內容

為了解決現在有技術中存在的問題，本發明提供了一種具有光強適應功能的仿生視覺傳感器及其制備方法，實現了光強視覺適應和寬的感知動態范圍。

本發明的技術方案如下：

一種仿生自適應視覺傳感器，其中，所述仿生自適應視覺傳感器依次包括：襯底、形成于所述襯底上的柵極、形成于所述柵極上和所述柵極未覆蓋襯底上的介質層、形成于所述介質層兩端的源極和漏極、形成于所述源極和漏極之間的具有缺陷態的半導體溝道層。

可選地，所述柵極、源極和漏極的材料獨立地選自導電金屬、導電金屬氧化物或者石墨烯。

可選地，所述介質層的材料為三氧化二鋁、二氧化鉿或者二氧化硅。

可選地，所述半導體溝道層的材料為過渡族金屬硫族化合物、金屬氧化物或者黑磷。

可選地，所述具有缺陷態的半導體溝道層的長度為10nm-20μm，寬度為200nm-200μm，厚度為0.6nm-200nm。

可選地，所述缺陷態位于所述半導體溝道層的內部和表面。

可選地，所述缺陷態密度在半導體溝道層的量級為10¹²cm^-2。

一種本發明所述的仿生自適應視覺傳感器的制備方法，其中，包括步驟：

提供襯底；

在所述襯底上形成柵極；

在所述柵極上和所述柵極未覆蓋襯底上形成介質層；

在所述介質層的兩端分別形成源極和漏極；

在所述源極和漏極之間形成具有缺陷態的半導體溝道層。

可選地，所述在所述源極和漏極之間形成具有缺陷態的半導體溝道層的步驟，具體包括：

在所述源極和漏極之間形成半導體溝道層；

采用紫外臭氧處理或等離子體處理所述半導體溝道層，或者在所述半導體溝道層上旋涂鈣鈦礦量子點，得到所述具有缺陷態的半導體溝道層。

可選地，所述紫外臭氧處理或等離子體處理的時間為5-20s。