红外探测像素结构以及红外探测器制造技术

本公开提供一种红外探测像素结构以及红外探测器，涉及红外探测技术领域。该红外探测像素结构包括衬底基板和光电晶体管，以及位于所述衬底基板与所述光电晶体管之间的降噪单元；其中，所述光电晶体管被配置为响应红外波段的光信号以将所述光信号转换为电信号，所述降噪单元被配置为对所述红外探测像素结构进行降温。本公开可降低像素的环境热噪声，从而实现降噪功能。

Infrared detection pixel structure and infrared detector

The present disclosure provides an infrared detection pixel structure and an infrared detector, and relates to the field of infrared detection technology. The infrared detection pixel structure includes a substrate substrate substrate and a phototransistor, and a noise reduction unit located between the substrate substrate substrate and the phototransistor, wherein the phototransistor is configured to respond to an optical signal in the infrared band to convert the optical signal into an electrical signal, and the noise reduction unit is configured to be said. The pixel structure is detected by infrared to cool down. The utility model can reduce the environmental thermal noise of pixels, thereby realizing the function of noise reduction.

【技术实现步骤摘要】
红外探测像素结构以及红外探测器
本公开涉及红外探测
，尤其涉及一种红外探测像素结构以及红外探测器。
技术介绍
QD-TFT(QuantumDots-ThinFilmTransistor，量子点薄膜晶体管)是一种新型的高灵敏度量子点氧化物薄膜电晶体器件，该器件在光照后会发生图1所示的阈值电压Vth飘移，且最大飘移量可达4～8V。其中，光照强度不同，阈值电压的漂移程度则不同，根据这个特性即可感知不同的光照强度，从而实现成像。基于此，以该QD-TFT器件为基础便可开发出针对红外波段的成像电路。但是，受限于红外波段电磁波的加热效应，使得像素在工作一段时间后会出现升温现象，由此便会导致热噪声增大的问题。需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种红外探测像素结构以及红外探测器，以用于解决红外探测器的热噪声问题。本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。根据本公开的一个方面，提供一种红外探测像素结构，包括衬底基板和光电晶体管，以及位于所述衬底基板与所述光电晶体管之间的降噪单元；其中，所述光电晶体管被配置为响应红外波段的光信号以将所述光信号转换为电信号，所述降噪单元被配置为对所述红外探测像素结构进行降温。本公开的一种示例性实施例中，所述光电晶体管包括量子点光电晶体管。本公开的一种示例性实施例中，所述量子点光电晶体管包括栅极，位于所述栅极背离所述衬底基板一侧的栅绝缘层，位于所述栅绝缘层背离所述衬底基板一侧的半导体有源层，位于所述栅绝缘层背离所述衬底基板一侧且分别与所述半导体有源层的两端相接触的源极和漏极、以及位于所述半导体有源层、所述源极和所述漏极背离所述衬底基板一侧的量子点层。本公开的一种示例性实施例中，所述半导体有源层包括金属氧化物半导体有源层。本公开的一种示例性实施例中，所述量子点光电晶体管还包括位于所述量子点层背离所述衬底基板一侧的封装层。本公开的一种示例性实施例中，所述降噪单元包括位于所述衬底基板上且相隔预设间距的第一电极和第二电极，位于所述第一电极背离所述衬底基板一侧的N型掺杂层，位于所述第二电极背离所述衬底基板一侧的P型掺杂层，同时覆盖所述N型掺杂层和所述P型掺杂层的第三电极，以及位于所述第三电极背离所述衬底基板一侧的隔离层。本公开的一种示例性实施例中，所述第一电极的降噪电压大于所述第三电极的降噪电压，所述第三电极的降噪电压大于所述第二电极的降噪电压。本公开的一种示例性实施例中，所述第三电极与所述栅极为同一电极，所述隔离层与所述栅绝缘层为相同的绝缘层。本公开的一种示例性实施例中，所述衬底基板包括柔性基板或者玻璃基板。根据本公开的一个方面，提供一种红外探测器，包括上述的红外探测像素结构，与所述红外探测像素结构相连的温度传感器，以及与所述红外探测像素结构和所述温度传感器均相连的控制电路；其中，所述温度传感器用于读取所述红外探测像素结构的温度值并反馈给所述控制电路，所述控制电路用于读取所述红外探测像素结构检测到的红外数据信号以及根据所述温度传感器反馈的温度值向所述红外探测像素结构发送降噪控制信号。本公开示例性实施方式所提供的红外探测像素结构以及红外探测器，通过在光电晶体管与衬底基板之间设置降噪单元，以用于对该红外探测像素结构进行制冷降噪，这样便可及时主动的降低像素温度，以达到降低像素的环境热噪声的效果，从而能够优化信噪比。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示意性示出QD-TFT的光电特性曲线；图2示意性示出本公开示例性实施例中红外探测像素结构的功能模块示意图；图3示意性示出本公开示例性实施例中红外探测像素结构的结构示意图一；图4示意性示出本公开示例性实施例中红外探测像素结构的结构示意图二；图5示意性示出本公开示例性实施例中红外探测器的系统框图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免使本公开的各方面变得模糊。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。附图中各层的厚度和形状不反映真实比例，仅是为了便于说明本公开的内容。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。本示例实施方式提供一种红外探测像素结构，可应用于红外探测器例如红外探测成像器件中。如图2所示，该红外探测像素结构01可以包括衬底基板10和光电晶体管20，以及位于衬底基板10与光电晶体管20之间的降噪单元30，所述光电晶体管20被配置为能够响应红外波段的光信号以将所述光信号转换为相应的电信号，所述降噪单元30被配置为能对该红外探测像素结构01进行降温。其中，所述红外波段的光信号具体可以包括波长在760nm至1mm范围内的光信号。本公开示例性实施方式所提供的红外探测像素结构01，通过在光电晶体管20与衬底基板10之间设置降噪单元30，以用于对该红外探测像素结构01进行制冷降噪，这样便可及时主动的降低像素温度，以达到降低像素的环境热噪声的效果，从而能够优化信噪比。本示例实施方式中，所述衬底基板10可以包括柔性基板或者玻璃基板，所述光电晶体管20可以包括量子点光电晶体管。具体而言，如图3和图4所示，该光电晶体管20可以包括栅极201，位于栅极201背离衬底基板10一侧的栅绝缘层202，位于栅绝缘层202背离衬底基板10一侧的半导体有源层203，位于栅绝缘层202背离衬底基板10一侧且分别与半导体有源层203的两端相接触的源极204和漏极205，位于半导体有源层203、源极204和漏极205背离衬底基板10一侧的量子点层206，以及位于量子点层206背离衬底基板10一侧的封装层207。相比于普通的光电晶体管而言，量子点光电晶体管中由于增加了量子点层206，因此能够显著的提高对红外光尤其是近红外光的敏感度。其中，所述半导体有源层203可以采用金属氧化物半导体有源层例如IGZXO(IndiumGalliumZincXOxide，铟镓锌X氧化物)，X为掺杂金属例如锡Sn，这样便可形成量子点氧化物薄膜光电晶体管。需要说明的是：本实施例中的半导体有源层203不限于采用上述的金属氧化物半导体有源层，其例如还可以采用非晶硅半导体有源层或者多晶硅半导体有源层等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外探测像素结构，其特征在于，包括衬底基板和光电晶体管，以及位于所述衬底基板与所述光电晶体管之间的降噪单元；其中，所述光电晶体管被配置为响应红外波段的光信号以将所述光信号转换为电信号，所述降噪单元被配置为对所述红外探测像素结构进行降温。

【技术特征摘要】
1.一种红外探测像素结构，其特征在于，包括衬底基板和光电晶体管，以及位于所述衬底基板与所述光电晶体管之间的降噪单元；其中，所述光电晶体管被配置为响应红外波段的光信号以将所述光信号转换为电信号，所述降噪单元被配置为对所述红外探测像素结构进行降温。2.根据权利要求1所述的红外探测像素结构，其特征在于，所述光电晶体管包括量子点光电晶体管。3.根据权利要求2所述的红外探测像素结构，其特征在于，所述量子点光电晶体管包括栅极，位于所述栅极背离所述衬底基板一侧的栅绝缘层，位于所述栅绝缘层背离所述衬底基板一侧的半导体有源层，位于所述栅绝缘层背离所述衬底基板一侧且分别与所述半导体有源层的两端相接触的源极和漏极、以及位于所述半导体有源层、所述源极和所述漏极背离所述衬底基板一侧的量子点层。4.根据权利要求3所述的红外探测像素结构，其特征在于，所述半导体有源层包括金属氧化物半导体有源层。5.根据权利要求3所述的红外探测像素结构，其特征在于，所述量子点光电晶体管还包括位于所述量子点层背离所述衬底基板一侧的封装层。6.根据权利要求3所述的红外探测像素结构，其特征在于，所述降噪单元包括位于所述衬底基板上且相隔预设间距...

【专利技术属性】
技术研发人员：史永明，王纯，张超，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11