[發(fā)明專利]圖像感知芯片

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210206304.8
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114676816A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設計）人: 程傳同;張恒杰;于璇;陳弘達
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G06N3/04
• 分類號: G06N3/04;G06N3/08;H01L27/144
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

本發(fā)明公開了一種圖像感知芯片，包括：襯底；光電探測器陣列，包括形成在襯底上的多個光電探測器；其中，通過調節(jié)多個光電探測器的光響應度，以使多個光電探測器識別待識別圖像時疊加輸出相應的光電流。通過調節(jié)光電探測器陣列中的每個光電探測器的光響應度，使得多個光電探測器識別不同的待識別圖像時疊加輸出不同的光電流，通過檢測光電探測器陣列疊加輸出的光電流就可以識別待識別圖像的形狀。

技術領域

本發(fā)明的至少一種實施例涉及一種圖像感知芯片，尤其涉及一種感存算一體的圖像感知芯片。

背景技術

為了促進人工智能技術的發(fā)展，存算一體硬件得到了快速的發(fā)展。存算一體架構解決了處理器與存儲器分離所導致的計算效率低，功耗高的問題，突破了傳統(tǒng)馮·諾依曼體系架構中的頻繁數(shù)據(jù)傳輸造成的效率低下問題。然而，從整個信息采集處理流程考慮，目前獲取外界的信息后，要經(jīng)過模數(shù)采樣量化存儲，再傳輸給處理單元，在此過程中花費的時間和功耗都不可忽略。具有存算一體功能的器件同時具有信號傳感功能將徹底解決信息獲取和處理在空間上和時間上分開所帶來的延時問題和功耗問題。圖像感知芯片就是一種比較重要的感存算一體化芯片。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種圖像感知芯片，以實現(xiàn)感存算一體化的功能，進而緩解圖像獲取和圖像處理在空間上和時間上分開所帶來的延時問題和功耗問題。

本發(fā)明提供一種圖像感知芯片，包括：襯底；光電探測器陣列，包括形成在襯底上的多個光電探測器；其中，通過調節(jié)多個光電探測器的光響應度，以使多個光電探測器識別待識別圖像時疊加輸出相應的光電流。

在一些實施例中，多個光電探測器的光響應度為根據(jù)圖像識別結果確定的，圖像識別結果為利用訓練完成的人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型處理待識別圖像的待識別圖像數(shù)據(jù)得到的。

在一些實施例中，多個光電探測器的光響應度通過施加電刺激或光刺激來調節(jié)；其中，對光電探測器施加電刺激或光刺激，以使光電探測器的光響應度由初始值調節(jié)至目標值，且在光刺激或電刺激結束后，光電探測器的光響應度保持目標值不變。

在一些實施例中，對光電探測器施加反向的光刺激或反向的電刺激，以使光電探測器的光響應度由目標值調節(jié)至初始值。

在一些實施例中，反向的光刺激包括與光刺激波長不同的光刺激；反向的電刺激包括與電刺激極性相反的電刺激。

在一些實施例中，光電探測器陣列包括：多個底電極，形成在襯底上并沿第一方向延伸；多個頂電極，形成在多個底電極上并沿與第一方向不同的第二方向延伸；以及多個第一光敏材料層，分別形成在底電極與頂電極交叉的部位并位于底電極與頂電極之間。

在一些實施例中，第一方向與第二方向垂直。

在一些實施例中，相鄰的兩個底電極之間的距離為1～20μm。

在一些實施例中，頂電極為透明電極；頂電極的厚度為20～100nm。

在一些實施例中，光電探測器陣列包括：多個第一電極，形成在襯底上；多個絕緣薄膜，分別形成在多個第一電極上；多個第二電極，分別形成在多個絕緣薄膜上，第二電極的延伸方向與第一電極的延伸方向垂直；多個第二光敏材料層，形成在襯底上，且第二光敏材料層與第一電極、絕緣薄膜、第二電極電隔離；多個第三電極，其一端位于第二電極上，另一端位于第二光敏材料層上；多個第四電極，其一端位于第一電極上，另一端位于第二光敏材料層上。

在一些實施例中，第一光敏材料層包括半導體材料、鈣鈦礦材料或二維材料；第二光敏材料層包括半導體材料、鈣鈦礦材料或二維材料。

在一些實施例中，第一光敏材料層的厚度為1～1000nm；第二光敏材料層的厚度為1～1000nm。