图像感知芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种图像感知芯片，包括：衬底；光电探测器阵列，包括形成在衬底上的多个光电探测器；其中，通过调节多个光电探测器的光响应度，以使多个光电探测器识别待识别图像时叠加输出相应的光电流。通过调节光电探测器阵列中的每个光电探测器的光响应度，使得多个光电探测器识别不同的待识别图像时叠加输出不同的光电流，通过检测光电探测器阵列叠加输出的光电流就可以识别待识别图像的形状。出的光电流就可以识别待识别图像的形状。出的光电流就可以识别待识别图像的形状。

【技术实现步骤摘要】
图像感知芯片


[0001]本专利技术的至少一种实施例涉及一种图像感知芯片，尤其涉及一种感存算一体的图像感知芯片。

技术介绍

[0002]为了促进人工智能技术的发展，存算一体硬件得到了快速的发展。存算一体架构解决了处理器与存储器分离所导致的计算效率低，功耗高的问题，突破了传统冯
·
诺依曼体系架构中的频繁数据传输造成的效率低下问题。然而，从整个信息采集处理流程考虑，目前获取外界的信息后，要经过模数采样量化存储，再传输给处理单元，在此过程中花费的时间和功耗都不可忽略。具有存算一体功能的器件同时具有信号传感功能将彻底解决信息获取和处理在空间上和时间上分开所带来的延时问题和功耗问题。图像感知芯片就是一种比较重要的感存算一体化芯片。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供一种图像感知芯片，以实现感存算一体化的功能，进而缓解图像获取和图像处理在空间上和时间上分开所带来的延时问题和功耗问题。
[0004]本专利技术提供一种图像感知芯片，包括：衬底；光电探测器阵列，包括形成在衬底上的多个光电探测器；其中，通过调节多个光电探测器的光响应度，以使多个光电探测器识别待识别图像时叠加输出相应的光电流。
[0005]在一些实施例中，多个光电探测器的光响应度为根据图像识别结果确定的，图像识别结果为利用训练完成的人工神经网络模型处理待识别图像的待识别图像数据得到的。
[0006]在一些实施例中，多个光电探测器的光响应度通过施加电刺激或光刺激来调节；其中，对光电探测器施加电刺激或光刺激，以使光电探测器的光响应度由初始值调节至目标值，且在光刺激或电刺激结束后，光电探测器的光响应度保持目标值不变。
[0007]在一些实施例中，对光电探测器施加反向的光刺激或反向的电刺激，以使光电探测器的光响应度由目标值调节至初始值。
[0008]在一些实施例中，反向的光刺激包括与光刺激波长不同的光刺激；反向的电刺激包括与电刺激极性相反的电刺激。
[0009]在一些实施例中，光电探测器阵列包括：多个底电极，形成在衬底上并沿第一方向延伸；多个顶电极，形成在多个底电极上并沿与第一方向不同的第二方向延伸；以及多个第一光敏材料层，分别形成在底电极与顶电极交叉的部位并位于底电极与顶电极之间。
[0010]在一些实施例中，第一方向与第二方向垂直。
[0011]在一些实施例中，相邻的两个底电极之间的距离为1～20μm。
[0012]在一些实施例中，顶电极为透明电极；顶电极的厚度为20～100nm。
[0013]在一些实施例中，光电探测器阵列包括：多个第一电极，形成在衬底上；多个绝缘薄膜，分别形成在多个第一电极上；多个第二电极，分别形成在多个绝缘薄膜上，第二电极
的延伸方向与第一电极的延伸方向垂直；多个第二光敏材料层，形成在衬底上，且第二光敏材料层与第一电极、绝缘薄膜、第二电极电隔离；多个第三电极，其一端位于第二电极上，另一端位于第二光敏材料层上；多个第四电极，其一端位于第一电极上，另一端位于第二光敏材料层上。
[0014]在一些实施例中，第一光敏材料层包括半导体材料、钙钛矿材料或二维材料；第二光敏材料层包括半导体材料、钙钛矿材料或二维材料。
[0015]在一些实施例中，第一光敏材料层的厚度为1～1000nm；第二光敏材料层的厚度为1～1000nm。
[0016]根据本专利技术上述的实施例提供的图像感知芯片，通过调节光电探测器阵列中的每个光电探测器的光响应度，使得多个光电探测器识别不同的待识别图像时叠加输出不同的光电流，通过检测光电探测器阵列叠加输出的光电流就可以识别待识别图像的形状。
附图说明
[0017]图1为根据本专利技术实施例的图像感知芯片的示意图；
[0018]图2(a)
‑
2(c)为根据本专利技术实施例的图像感知芯片的工作原理示意图；
[0019]图3为根据本专利技术实施例的图像感知芯片的光电探测器阵列的简易立体示意图；
[0020]图4为根据本专利技术的另一种实施例的图像感知芯片的光电探测器阵列的简易立体示意图；以及
[0021]图5为根据本专利技术实施例的图像感知芯片的制备工艺流程图。
[0022]【附图标记说明】
[0023]1‑
衬底；
[0024]2‑
光电探测器；
[0025]21
‑
底电极；
[0026]22
‑
第一光敏材料层；
[0027]23
‑
顶电极；
[0028]24
‑
第一电极；
[0029]25
‑
绝缘薄膜；
[0030]26
‑
第二电极；
[0031]27
‑
第三电极；
[0032]28
‑
第四电极；
[0033]29
‑
第二光敏材料层。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。但是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大，自始至终相同附图标记表示相同元件。
[0035]图1为根据本专利技术实施例的图像感知芯片的示意图。
[0036]根据本专利技术的一种示例性实施例，本专利技术提供一种图像感知芯片，参考图1所示，包括：衬底1；光电探测器阵列，包括形成在衬底1上的多个光电探测器2；其中，通过调节多个光电探测器2的光响应度，以使多个光电探测器2识别待识别图像时叠加输出相应的光电流。
[0037]根据本专利技术的实施例，衬底1为表面具有氧化硅或氮化硅的硅片；例如，衬底1可以为表面沉积有100nm厚的氧化硅的硅片。
[0038]根据本专利技术的实施例，衬底1可以为经过化学机械抛光的互补金属氧化物半导体芯片。
[0039]根据本专利技术的实施例，多个光电探测器2的光响应度通过施加电刺激或光刺激来调节；其中，对光电探测器2施加电刺激或光刺激，以使光电探测器2的光响应度由初始值调节至目标值，且在光刺激或电刺激结束后，光电探测器2的光响应度保持目标值不变。
[0040]根据本专利技术的实施例，对光电探测器2施加反向的光刺激或反向的电刺激，以使光电探测器2的光响应度由目标值调节至初始值。
[0041]根据本专利技术的实施例，反向的光刺激包括与光刺激波长不同的光刺激；反向的电刺激包括与电刺激极性相反的电刺激。
[0042]需要说明的是，光刺激或电刺激使光电探测器的光敏材料的原子排布或者电极与光敏材料的界面状态发生改变，进而使光电探测器的光响应度发生改变。
[0043]根据本专利技术的实施例，多个光电探测器2的光响应度为根据图像识别结果确定的，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像感知芯片，其特征在于，包括：衬底；光电探测器阵列，包括形成在所述衬底上的多个光电探测器；其中，通过调节多个所述光电探测器的光响应度，使多个所述光电探测器识别待识别图像时叠加输出相应的光电流。2.根据权利要求1所述的图像感知芯片，其特征在于，多个所述光电探测器的光响应度为根据图像识别结果确定的，所述图像识别结果为利用训练完成的人工神经网络模型处理所述待识别图像的待识别图像数据得到的。3.根据权利要求1所述的图像感知芯片，其特征在于，多个所述光电探测器的光响应度通过施加电刺激或光刺激来调节；其中，对所述光电探测器施加电刺激或光刺激，以使所述光电探测器的光响应度由初始值调节至目标值，且在光刺激或电刺激结束后，所述光电探测器的光响应度保持所述目标值不变。4.根据权利要求3所述的图像感知芯片，其特征在于，对所述光电探测器施加反向的光刺激或反向的电刺激，以使所述光电探测器的光响应度由所述目标值调节至所述初始值。5.根据权利要求4所述的图像感知芯片，其特征在于，所述反向的光刺激包括与所述光刺激波长不同的光刺激；所述反向的电刺激包括与所述电刺激极性相反的电刺激。6.根据权利要求1所述的图像感知芯片，其特征在于，所述光电探测器阵列包括：多个底电极，形成在所述衬底上并沿第一方向延伸；多个顶电极，形成在多个所述底电极上并沿与第一方向不同的...

【专利技术属性】
技术研发人员：程传同，张恒杰，于璇，陈弘达，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：