一種新型多層結(jié)構(gòu)像元、像元陣列及圖像傳感器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及圖像傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型多層結(jié)構(gòu)像元、像元陣列及圖像傳感器；多層結(jié)構(gòu)像元包括用于讀出電路的襯底、固定于襯底上并與讀出電路電連接的微橋、微橋能夠?qū)㈦姶挪ㄝ椛湫盘?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)、以及用于擴(kuò)大電磁波吸收面積的吸收蓋，以熱傳遞的方式固定在微橋上；吸收蓋表面上有感光層，感光層表面有一絕緣層，絕緣層表面上的設(shè)有若干中空立體結(jié)構(gòu)；本實(shí)用新型通過(guò)在感光層的基礎(chǔ)上增設(shè)若干表面涂覆有石墨烯等新型材料的中空立體結(jié)構(gòu)，使得在空間保持不變的情況下，增加了接收面積，提高了接收靈敏度，相對(duì)于常規(guī)像元來(lái)說(shuō)，有效提升30%以上；而且本實(shí)用新型工藝簡(jiǎn)單，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種新型多層結(jié)構(gòu)像元、像元陣列及圖像傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及圖像傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型多層結(jié)構(gòu)像元、像元陣列及圖像傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]錯(cuò)位增像是應(yīng)用于下一代圖像傳感器的新技術(shù)，采用錯(cuò)位增像的圖像傳感器，可廣泛應(yīng)用于近紅外、可見(jiàn)光、紫外、X射線、微波、THZ、遠(yuǎn)紅外等頻譜，其核心優(yōu)勢(shì)是在相同物理空間、相同像元尺寸的前提下，分辨率大幅度提升。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，材料涂覆的不好(厚度、均勻性)或者M(jìn)EMS加工精度不好，都會(huì)造成指標(biāo)下降。
[0004]因此，如果在此技術(shù)基礎(chǔ)上，增加全新的立體結(jié)構(gòu)，就可增加吸收面積，同時(shí)涂覆新的材料，有助于增加光電信號(hào)的接收強(qiáng)度，提高接收靈敏度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種新型多層結(jié)構(gòu)像元、像元陣列及圖像傳感器，通過(guò)現(xiàn)有感光層的基礎(chǔ)上，增設(shè)若干表面涂覆有新型材料的中空立體結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大了其接觸面積，增加了光電信號(hào)的接收強(qiáng)度，從而提高了接收靈敏度。
[0006]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種新型多層結(jié)構(gòu)像元，包括用于讀出電路的襯底1、固定于襯底I上并與讀出電路電連接的微橋2，所述微橋能夠?qū)㈦姶挪ㄝ椛湫盘?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，其特征在于:還包括用于擴(kuò)大電磁波吸收面積的吸收蓋3，以熱傳遞的方式固定在微橋2上，所述吸收蓋3表面上有感光層4，感光層4上表面包括一層絕緣層，感光層表面上設(shè)有若干中空立體結(jié)構(gòu)5。
[0007]優(yōu)選地，所述中空立體結(jié)構(gòu)5為中空規(guī)則形狀或不規(guī)則形狀的立體結(jié)構(gòu)。
[0008]優(yōu)選地，所述中空規(guī)則形狀的立體結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方體或圓柱體。
[0009]優(yōu)選地，所述中空立體結(jié)構(gòu)5的表面填涂有采用納米印刷工藝涂覆的石墨烯。
[0010]優(yōu)選地，所述吸收蓋3中間開(kāi)“口”字型孔，并通過(guò)孔周向下延伸的壁固定在微橋2上，與微橋2保持熱傳遞。
[0011]優(yōu)選地，微橋2包括用于支撐微橋的橋墩、設(shè)置在橋墩上的橋面、與橋面電連接的電極和橋面蓋，所述電極能夠?qū)蛎嫔习l(fā)生的電流或電阻變化傳遞至襯底上的讀出電路。
[0012]—種多層結(jié)構(gòu)像元陣列，其特征在于:采用多個(gè)新型多層結(jié)構(gòu)像元重復(fù)排列組成。
[0013]—種圖像傳感器，其特征在于:包括采用多個(gè)新型多層結(jié)構(gòu)像元重復(fù)排列組成的像元陣列，用于采集圖像信號(hào);ASIC電路，用于多層結(jié)構(gòu)像元陣列采集圖像信號(hào)，并將采集到的信號(hào)進(jìn)行讀取、處理、分析、輸出。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:
[0015]本實(shí)用新型的新型多層結(jié)構(gòu)像元，是在現(xiàn)有感光層的基礎(chǔ)上，設(shè)置了若干表面上涂覆有石墨烯等材料的中空立體結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)表明，在空間保持不變的情況下，增加了接收面積，提高了接收靈敏度，相對(duì)于常規(guī)像元來(lái)說(shuō)，有效提升30%以上；而且本實(shí)用新型工藝簡(jiǎn)單，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】

[0016]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本實(shí)用新型的新型多層結(jié)構(gòu)像元立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是圖1的爆炸分解示意圖；
[0019]圖3是圖1的平面結(jié)構(gòu)原理圖；
[0020]圖4是本實(shí)用新型的中空結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)方體單個(gè)放大圖；
[0021 ]圖5是本實(shí)用新型的新型多層結(jié)構(gòu)像元俯視圖；
[0022]圖6是本實(shí)用新型的多層結(jié)構(gòu)像元陣列俯視圖；
[0023]圖7是本實(shí)用新型中空結(jié)構(gòu)的圓柱體的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]其中，1:襯底;2:微橋;3:吸收蓋;4:感光層;5:中空立體結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0026]當(dāng)今，錯(cuò)位增像是應(yīng)用于下一代圖像傳感器的新技術(shù)，其核心優(yōu)勢(shì)是在相同物理空間、相同像元尺寸的前提下，分辨率大幅度提升。如果此基礎(chǔ)上，增加全新的立體結(jié)構(gòu)，可以更好的增加吸收面積，通過(guò)涂覆新的材料，更能增加光電信號(hào)的接收強(qiáng)度，提高接收靈敏度。
[0027]現(xiàn)有技術(shù)中，一方面，材料涂覆的不好(厚度、均勻性)或者M(jìn)EMS加工精度不好，都直接對(duì)指標(biāo)造成影響，另一方面，傳統(tǒng)的像元結(jié)構(gòu)采用水平逐行排列，目前技術(shù)已非常成熟，要提高圖像傳感器分辨率和圖像質(zhì)量的方法一般有兩種，第一是增大光學(xué)系統(tǒng)焦距，但是這樣則會(huì)造成整機(jī)設(shè)備的體積、質(zhì)量、成本大大增加，且必須重新設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)，實(shí)施起來(lái)較為繁瑣;第二是減小圖像傳感器像元尺寸，一般情況下，在光機(jī)系統(tǒng)不變的情況下，如果減小像元尺寸，又會(huì)造成成像系統(tǒng)MTF下降、信噪比降低，影響成像質(zhì)量，基于此，本實(shí)用新型提供了一種新型圖像傳感器的多層結(jié)構(gòu)像元。
[0028]如圖1、圖2所示，一種新型多層結(jié)構(gòu)像元，包括用于讀出電路的襯底1、固定于襯底I上并與讀出電路電連接的微橋2，微橋能夠?qū)㈦姶挪ㄝ椛湫盘?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，還包括用于擴(kuò)大電磁波吸收面積的吸收蓋3，以熱傳遞的方式固定在微橋2上，吸收蓋3表面上有感光層4，感光層4上表面包括一層絕緣層，感光層表面上設(shè)有若干中空立體結(jié)構(gòu)5。
[0029]進(jìn)一步地，中空立體結(jié)構(gòu)5為中空規(guī)則形狀或不規(guī)則形狀的立體結(jié)構(gòu)。
[0030]進(jìn)一步地，中空規(guī)則形狀的立體結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方體或圓柱體。
[0031 ]進(jìn)一步地，中空立體結(jié)構(gòu)的表面填涂有采用納米印刷工藝涂覆的石墨稀。
[0032]更進(jìn)一步地，中空立體結(jié)構(gòu)的表面還可填涂黑金、納米涂層、有機(jī)光導(dǎo)電膜等其它新型材料。
[0033]進(jìn)一步地，吸收蓋3中間開(kāi)“口”字型孔，并通過(guò)孔周向下延伸的壁固定在微橋2上，與微橋2保持熱傳遞。
[0034]進(jìn)一步地，微橋2包括用于支撐微橋的橋墩、設(shè)置在橋墩上的橋面、與橋面電連接的電極和橋面蓋，電極能夠?qū)蛎嫔习l(fā)生的電流或電阻變化傳遞至襯底上的讀出電路。
[0035]圖3是本實(shí)用新型新型多層結(jié)構(gòu)像元的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖4是本實(shí)用新型中空結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)方體放大示意圖。
[0037]基于新型多層結(jié)構(gòu)像元，本實(shí)用新型還提供了一種多層結(jié)構(gòu)像元陣列，如圖6所示，采用若干個(gè)新型多層結(jié)構(gòu)像元重復(fù)排列組成。
[0038]根據(jù)上述的多層結(jié)構(gòu)像元陣列，本實(shí)用新型還提供了一種圖像傳感器，包括多層結(jié)構(gòu)像元陣列，用于采集圖像信號(hào);ASIC電路，用于多層結(jié)構(gòu)像元陣列采集圖像信號(hào)，并將采集到的信號(hào)進(jìn)行讀取、處理、分析、輸出。
[0039]在本實(shí)用新型中，新型多層結(jié)構(gòu)像元，是在感光層的基礎(chǔ)上，增加了若干表面上涂覆有石墨烯、納米圖層等新型材料的中空立體結(jié)構(gòu)，使得接收面積、接收靈敏度都有了很大提高，數(shù)據(jù)表明，本實(shí)用新型在空間保持不變的情況下，其接收靈敏度有效提升30%以上;而且本實(shí)用新型相對(duì)于常規(guī)技術(shù)(采用其它立體結(jié)構(gòu)，但是工藝復(fù)雜，會(huì)造成成品率下降)來(lái)說(shuō)，工藝簡(jiǎn)單，可以大規(guī)模生產(chǎn)。
[0040]另外，通過(guò)新型多層結(jié)構(gòu)像元重復(fù)排列組成的多層結(jié)構(gòu)像元陣列，相對(duì)于傳統(tǒng)的像元水平排列，本實(shí)用新型使得圖像傳感器的圖像分辨率以及成像質(zhì)量上都有了很大提尚O
[0041]以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型多層結(jié)構(gòu)像元，包括用于讀出電路的襯底(I)、固定于襯底(I)上并與讀出電路電連接的微橋(2)，所述微橋能夠?qū)㈦姶挪ㄝ椛湫盘?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，其特征在于:還包括用于擴(kuò)大電磁波吸收面積的吸收蓋(3)，以熱傳遞的方式固定在微橋(2)上，所述吸收蓋(3)表面上有感光層(4)，感光層(4)上表面包括一層絕緣層，感光層表面上設(shè)有若干中空立體結(jié)構(gòu)(5)。2.如權(quán)利要求1所述的一種新型多層結(jié)構(gòu)像元，其特征在于:所述中空立體結(jié)構(gòu)(5)為中空規(guī)則形狀或不規(guī)則形狀的立體結(jié)構(gòu)。3.如權(quán)利要求2所述的一種新型多層結(jié)構(gòu)像元，其特征在于:所述中空規(guī)則形狀的立體結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方體或圓柱體。4.如權(quán)利要求1所述的一種新型多層結(jié)構(gòu)像元，其特征在于:所述中空立體結(jié)構(gòu)(5)的表面填涂有采用納米印刷工藝涂覆的石墨烯。5.如權(quán)利要求1所述的一種新型多層結(jié)構(gòu)像元，其特征在于:所述吸收蓋(3)中間開(kāi)“口”字型孔，并通過(guò)孔周向下延伸的壁固定在微橋(2)上，與微橋(2)保持熱傳遞。6.如權(quán)利要求1所述的一種新型多層結(jié)構(gòu)像元，其特征在于:微橋(2)包括用于支撐微橋的橋墩、設(shè)置在橋墩上的橋面、與橋面電連接的電極和橋面蓋，所述電極能夠?qū)蛎嫔习l(fā)生的電流或電阻變化傳遞至襯底上的讀出電路。7.—種多層結(jié)構(gòu)像元陣列，其特征在于:采用多個(gè)如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的新型多層結(jié)構(gòu)像元重復(fù)排列組成。8.—種圖像傳感器，其特征在于:包括如權(quán)利要求7所述的多層結(jié)構(gòu)像元陣列，用于采集圖像信號(hào)；以及對(duì)采集的圖像信號(hào)進(jìn)行讀取、處理、分析、輸出的ASIC電路。
【文檔編號(hào)】H01L27/146GK205692830SQ201620401771
【公開(kāi)日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年5月3日 公開(kāi)號(hào)201620401771.6, CN 201620401771, CN 205692830 U, CN 205692830U, CN-U-205692830, CN201620401771, CN201620401771.6, CN205692830 U, CN205692830U
【發(fā)明人】趙照
【申請(qǐng)人】合肥芯福傳感器技術(shù)有限公司