一種新型多層結構像元、像元陣列及圖像傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及圖像傳感器技術領域，具體涉及一種新型多層結構像元、像元陣列及圖像傳感器；多層結構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、微橋能夠將電磁波輻射信號轉換成電信號、以及用于擴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，絕緣層表面上的設有若干中空立體結構；本實用新型通過在感光層的基礎上增設若干表面涂覆有石墨烯等新型材料的中空立體結構，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，相對于常規像元來說，有效提升30%以上；而且本實用新型工藝簡單，適用于大規模生產。
【專利說明】
一種新型多層結構像元、像元陣列及圖像傳感器
技術領域
[0001]本實用新型涉及圖像傳感器技術領域，具體涉及一種新型多層結構像元、像元陣列及圖像傳感器。
【背景技術】
[0002]錯位增像是應用于下一代圖像傳感器的新技術，采用錯位增像的圖像傳感器，可廣泛應用于近紅外、可見光、紫外、X射線、微波、THZ、遠紅外等頻譜，其核心優勢是在相同物理空間、相同像元尺寸的前提下，分辨率大幅度提升。
[0003]現有技術中，材料涂覆的不好(厚度、均勻性)或者MEMS加工精度不好，都會造成指標下降。
[0004]因此，如果在此技術基礎上，增加全新的立體結構，就可增加吸收面積，同時涂覆新的材料，有助于增加光電信號的接收強度，提高接收靈敏度。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的不足，本實用新型提供了一種新型多層結構像元、像元陣列及圖像傳感器，通過現有感光層的基礎上，增設若干表面涂覆有新型材料的中空立體結構，擴大了其接觸面積，增加了光電信號的接收強度，從而提高了接收靈敏度。
[0006]為實現以上目的，本實用新型通過以下技術方案予以實現:一種新型多層結構像元，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，所述微橋能夠將電磁波輻射信號轉換成電信號，其特征在于:還包括用于擴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，感光層表面上設有若干中空立體結構5。
[0007]優選地，所述中空立體結構5為中空規則形狀或不規則形狀的立體結構。
[0008]優選地，所述中空規則形狀的立體結構為長方體或圓柱體。
[0009]優選地，所述中空立體結構5的表面填涂有采用納米印刷工藝涂覆的石墨烯。
[0010]優選地，所述吸收蓋3中間開“口”字型孔，并通過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]優選地，微橋2包括用于支撐微橋的橋墩、設置在橋墩上的橋面、與橋面電連接的電極和橋面蓋，所述電極能夠將橋面上發生的電流或電阻變化傳遞至襯底上的讀出電路。
[0012]—種多層結構像元陣列，其特征在于:采用多個新型多層結構像元重復排列組成。
[0013]—種圖像傳感器，其特征在于:包括采用多個新型多層結構像元重復排列組成的像元陣列，用于采集圖像信號;ASIC電路，用于多層結構像元陣列采集圖像信號，并將采集到的信號進行讀取、處理、分析、輸出。
[0014]本實用新型的有益效果:
[0015]本實用新型的新型多層結構像元，是在現有感光層的基礎上，設置了若干表面上涂覆有石墨烯等材料的中空立體結構，試驗表明，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，相對于常規像元來說，有效提升30%以上；而且本實用新型工藝簡單，適用于大規模生產。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本實用新型的新型多層結構像元立體結構示意圖；
[0018]圖2是圖1的爆炸分解示意圖；
[0019]圖3是圖1的平面結構原理圖；
[0020]圖4是本實用新型的中空結構的長方體單個放大圖；
[0021 ]圖5是本實用新型的新型多層結構像元俯視圖；
[0022]圖6是本實用新型的多層結構像元陣列俯視圖；
[0023]圖7是本實用新型中空結構的圓柱體的立體結構示意圖；
[0024]其中，1:襯底;2:微橋;3:吸收蓋;4:感光層;5:中空立體結構。
【具體實施方式】
[0025]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0026]當今，錯位增像是應用于下一代圖像傳感器的新技術，其核心優勢是在相同物理空間、相同像元尺寸的前提下，分辨率大幅度提升。如果此基礎上，增加全新的立體結構，可以更好的增加吸收面積，通過涂覆新的材料，更能增加光電信號的接收強度，提高接收靈敏度。
[0027]現有技術中，一方面，材料涂覆的不好(厚度、均勻性)或者MEMS加工精度不好，都直接對指標造成影響，另一方面，傳統的像元結構采用水平逐行排列，目前技術已非常成熟，要提高圖像傳感器分辨率和圖像質量的方法一般有兩種，第一是增大光學系統焦距，但是這樣則會造成整機設備的體積、質量、成本大大增加，且必須重新設計光學系統，實施起來較為繁瑣;第二是減小圖像傳感器像元尺寸，一般情況下，在光機系統不變的情況下，如果減小像元尺寸，又會造成成像系統MTF下降、信噪比降低，影響成像質量，基于此，本實用新型提供了一種新型圖像傳感器的多層結構像元。
[0028]如圖1、圖2所示，一種新型多層結構像元，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，微橋能夠將電磁波輻射信號轉換成電信號，還包括用于擴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，感光層表面上設有若干中空立體結構5。
[0029]進一步地，中空立體結構5為中空規則形狀或不規則形狀的立體結構。
[0030]進一步地，中空規則形狀的立體結構為長方體或圓柱體。
[0031 ]進一步地，中空立體結構的表面填涂有采用納米印刷工藝涂覆的石墨稀。
[0032]更進一步地，中空立體結構的表面還可填涂黑金、納米涂層、有機光導電膜等其它新型材料。
[0033]進一步地，吸收蓋3中間開“口”字型孔，并通過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]進一步地，微橋2包括用于支撐微橋的橋墩、設置在橋墩上的橋面、與橋面電連接的電極和橋面蓋，電極能夠將橋面上發生的電流或電阻變化傳遞至襯底上的讀出電路。
[0035]圖3是本實用新型新型多層結構像元的平面結構示意圖。
[0036]圖4是本實用新型中空結構的長方體放大示意圖。
[0037]基于新型多層結構像元，本實用新型還提供了一種多層結構像元陣列，如圖6所示，采用若干個新型多層結構像元重復排列組成。
[0038]根據上述的多層結構像元陣列，本實用新型還提供了一種圖像傳感器，包括多層結構像元陣列，用于采集圖像信號;ASIC電路，用于多層結構像元陣列采集圖像信號，并將采集到的信號進行讀取、處理、分析、輸出。
[0039]在本實用新型中，新型多層結構像元，是在感光層的基礎上，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構，使得接收面積、接收靈敏度都有了很大提高，數據表明，本實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;而且本實用新型相對于常規技術(采用其它立體結構，但是工藝復雜，會造成成品率下降)來說，工藝簡單，可以大規模生產。
[0040]另外，通過新型多層結構像元重復排列組成的多層結構像元陣列，相對于傳統的像元水平排列，本實用新型使得圖像傳感器的圖像分辨率以及成像質量上都有了很大提尚O
[0041]以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種新型多層結構像元，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)，所述微橋能夠將電磁波輻射信號轉換成電信號，其特征在于:還包括用于擴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，感光層表面上設有若干中空立體結構(5)。2.如權利要求1所述的一種新型多層結構像元，其特征在于:所述中空立體結構(5)為中空規則形狀或不規則形狀的立體結構。3.如權利要求2所述的一種新型多層結構像元，其特征在于:所述中空規則形狀的立體結構為長方體或圓柱體。4.如權利要求1所述的一種新型多層結構像元，其特征在于:所述中空立體結構(5)的表面填涂有采用納米印刷工藝涂覆的石墨烯。5.如權利要求1所述的一種新型多層結構像元，其特征在于:所述吸收蓋(3)中間開“口”字型孔，并通過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.如權利要求1所述的一種新型多層結構像元，其特征在于:微橋(2)包括用于支撐微橋的橋墩、設置在橋墩上的橋面、與橋面電連接的電極和橋面蓋，所述電極能夠將橋面上發生的電流或電阻變化傳遞至襯底上的讀出電路。7.—種多層結構像元陣列，其特征在于:采用多個如權利要求1-6任一項所述的新型多層結構像元重復排列組成。8.—種圖像傳感器，其特征在于:包括如權利要求7所述的多層結構像元陣列，用于采集圖像信號；以及對采集的圖像信號進行讀取、處理、分析、輸出的ASIC電路。
【文檔編號】H01L27/146GK205692830SQ201620401771
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年5月3日 公開號201620401771.6, CN 201620401771, CN 205692830 U, CN 205692830U, CN-U-205692830, CN201620401771, CN201620401771.6, CN205692830 U, CN205692830U
【發明人】趙照
【申請人】合肥芯福傳感器技術有限公司