视觉传感器、光电子器件、图像识别方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种视觉传感器、光电子器件、图像识别方法及装置，其中，在视觉传感器中，氧化层堆叠于衬底的上端；金属栅极对堆叠于氧化层的上端的第一位点，用于接收外加电压形成栅极电压差，以控制二维材料层中的电荷俘获和去俘获过程；第一电介质层堆叠于金属栅极对的上端，且堆叠于第二位点的上端和第三位点的上端；金属源极和金属漏极分别堆叠于第一电介质层的上端，且分布于金属栅极对的两侧；二维材料层堆叠于第一电介质层的上端，且堆叠于金属源极和金属漏极的上端，其中，二维材料层中引入电荷缺陷态；第二电介质层堆叠于二维材料层的上端。通过本发明专利技术使视觉传感器具备高分辨率，以及在不同照明条件下具备强检测能力。以及在不同照明条件下具备强检测能力。以及在不同照明条件下具备强检测能力。

【技术实现步骤摘要】
视觉传感器、光电子器件、图像识别方法及装置


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种视觉传感器、光电子器件、图像识别方法及装置。

技术介绍

[0002]随着海量信息的生产和快速传播，5G/6G移动通信、云计算和人工智能等新兴技术飞速发展，社会已经进入了万物互联时代。机器视觉已成功应用于智能车辆、实时视频分析、物联网、智慧生活等多个领域，这就要求视觉传感器需要具备高分辨率、高响应速度、良好稳定性和在不同照明条件下强检测能力。
[0003]然而，当前的视觉传感器的分辨率低、响应速度慢，并且无法满足在不同照明条件下具备强检测能力。因此，当前寻找一种具备高分辨率，以及在不同照明条件下具备强检测能力的视觉传感器成为研究的热点。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种视觉传感器、光电子器件、图像识别方法及装置，其中，视觉传感器具备高分辨率，以及能够在不同照明条件下具备强检测能力。
[0005]本专利技术提供一种视觉传感器，所述视觉传感器包括：衬底、氧化层、金属栅极对、第一电介质层、金属源极、金属漏极、二维材料层和第二电介质层，其中，所述氧化层堆叠于所述衬底的上端；所述金属栅极对堆叠于所述氧化层的上端的第一位点，其中，所述氧化层的上端包括所述第一位点、第二位点和第三位点，所述第二位点和所述第三位点分布于所述第一位点的两侧，所述金属栅极对用于接收外加电压形成栅极电压差，以控制所述二维材料层中的电荷俘获和去俘获过程；所述第一电介质层堆叠于所述金属栅极对的上端，且堆叠于所述第二位点的上端和所述第三位点的上端，以使所述第一电介质层呈凸字型；所述金属源极和所述金属漏极分别堆叠于所述第一电介质层的上端，且分布于所述金属栅极对的两侧；所述二维材料层堆叠于所述第一电介质层的上端，且堆叠于所述金属源极和所述金属漏极的上端，其中，所述二维材料层为引入电荷缺陷态的二维材料层；所述第二电介质层堆叠于所述二维材料层的上端。
[0006]根据本专利技术提供的一种视觉传感器，所述二维材料层为由引入电荷缺陷态的石墨烯层、引入电荷缺陷态的过渡金属硫族化合物层、引入电荷缺陷态的二维碲烯分子层或引入电荷缺陷态的过渡金属硫族化合物异质结中的一种或多种构成的薄膜结构。
[0007]根据本专利技术提供的一种视觉传感器，所述氧化层包括二氧化硅层。
[0008]根据本专利技术提供的一种视觉传感器，所述第一电介质层和\或所述第二电介质层包括氧化铝、氮化硅或六方氮化硼中的一种或多种。
[0009]根据本专利技术提供的一种视觉传感器，所述视觉传感器还包括：
[0010]处理模块，用于基于所述金属源极和所述金属漏极收集的目标光电流，通过预设的第一映射表确定与所述目标光电流对应的目标图像，其中，所述目标光电流基于所述二
维材料层感知的待识别图像确定，所述第一映射表包括光电流与图像的映射关系。
[0011]本专利技术还提供一种光电子器件，所述光电子器件包括所述的视觉传感器。
[0012]本专利技术还提供一种图像识别方法，所述图像识别方法应用于所述视觉传感器，所述视觉传感器包括金属栅极对、二维材料层、金属源极和金属漏极，所述图像识别方法包括：获取待识别图像以及所述待识别图像所处环境中的目标光照强度；基于预设的第二映射表，确定与所述目标光照强度对应的目标电压差，其中，所述第二映射表包括光照强度与电压差的映射关系；基于所述目标电压差，对所述金属栅极对施加栅极电压以控制所述二维材料层中的电荷俘获和去俘获过程，以使所述二维材料层中的电荷俘获和去俘获过程与所述目标光照强度相匹配，其中，所述栅极电压与所述目标电压差相同；基于所述金属源极和所述金属漏极，获取目标光电流，其中，所述目标光电流与所述二维材料层中的电荷俘获和去俘获过程相对应；基于所述目标光电流，确定与所述目标光电流对应的目标图像，其中，所述目标图像为所述待识别图像识别后的图像。
[0013]本专利技术还提供一种图像识别装置，所述图像识别装置应用于所述视觉传感器，所述视觉传感器包括金属栅极对、二维材料层、金属源极和金属漏极，所述图像识别装置包括：第一模块，用于获取待识别图像以及所述待识别图像所处环境中的目标光照强度；第二模块，用于基于预设的第二映射表，确定与所述目标光照强度对应的目标电压差，其中，所述第二映射表包括光照强度与电压差的映射关系；第三模块，用于基于所述目标电压差，对所述金属栅极对施加栅极电压以控制所述二维材料层中的电荷俘获和去俘获过程，以使所述二维材料层中的电荷俘获和去俘获过程与所述目标光照强度相匹配，其中，所述栅极电压与所述目标电压差相同；第四模块，用于基于所述金属源极和所述金属漏极，获取目标光电流，其中，所述目标光电流与所述二维材料层中的电荷俘获和去俘获过程相对应；第五模块，用于基于所述目标光电流，确定与所述目标光电流对应的目标图像，其中，所述目标图像为所述待识别图像识别后的图像。
[0014]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述的图像识别方法。
[0015]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的图像识别方法。
[0016]本专利技术提供的视觉传感器、光电子器件、图像识别方法及装置，其中，视觉传感器包括衬底、氧化层、金属栅极对、第一电介质层、金属源极、金属漏极、二维材料层和第二电介质层。其中，氧化层堆叠于衬底的上端；金属栅极对堆叠于氧化层的上端的第一位点，用于接收外加电压形成栅极电压差，以控制二维材料层中的电荷俘获和去俘获过程；第一电介质层堆叠于金属栅极对的上端，且堆叠于第二位点的上端和第三位点的上端；金属源极和金属漏极分别堆叠于第一电介质层的上端，且分布于金属栅极对的两侧；二维材料层堆叠于第一电介质层的上端，且堆叠于金属源极和金属漏极的上端；第二电介质层堆叠于二维材料层的上端。通过在二维材料层中引入电荷缺陷态，可以实现在不同照明条件下对器件光敏性的像素级调节，提高了器件的感知适应性，从而可以使视觉传感器具备高分辨率，以及在不同照明条件下具备强检测能力。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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。
[0018]图1是本专利技术提供的视觉传感器的结构示意图；
[0019]图2是本专利技术提供的光电子器件的结构示意图；
[0020]图3是本专利技术提供的图像识别方法的流程示意图；
[0021]图4是本专利技术提供的图像识别装置的结构示意图；
[0022]图5是本专利技术提供的电子设备的结构示意图。
[0023]附图标记：
[0024]100：视觉传感器；
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101：衬底；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种视觉传感器，其特征在于，所述视觉传感器包括：衬底、氧化层、金属栅极对、第一电介质层、金属源极、金属漏极、二维材料层和第二电介质层，其中，所述氧化层堆叠于所述衬底的上端；所述金属栅极对堆叠于所述氧化层的上端的第一位点，其中，所述氧化层的上端包括所述第一位点、第二位点和第三位点，所述第二位点和所述第三位点分布于所述第一位点的两侧，所述金属栅极对用于接收外加电压形成栅极电压差，以控制所述二维材料层中的电荷俘获和去俘获过程；所述第一电介质层堆叠于所述金属栅极对的上端，且堆叠于所述第二位点的上端和所述第三位点的上端，以使所述第一电介质层呈凸字型；所述金属源极和所述金属漏极分别堆叠于所述第一电介质层的上端，且分布于所述金属栅极对的两侧；所述二维材料层堆叠于所述第一电介质层的上端，且堆叠于所述金属源极和所述金属漏极的上端，其中，所述二维材料层为引入电荷缺陷态的二维材料层；所述第二电介质层堆叠于所述二维材料层的上端。2.根据权利要求1所述的视觉传感器，其特征在于，所述二维材料层为由引入电荷缺陷态的石墨烯层、引入电荷缺陷态的过渡金属硫族化合物层、引入电荷缺陷态的二维碲烯分子层或引入电荷缺陷态的过渡金属硫族化合物异质结中的一种或多种构成的薄膜结构。3.根据权利要求1所述的视觉传感器，其特征在于，所述氧化层包括二氧化硅层。4.根据权利要求1所述的视觉传感器，其特征在于，所述第一电介质层和\或所述第二电介质层包括氧化铝、氮化硅或六方氮化硼中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的视觉传感器，其特征在于，所述视觉传感器还包括：处理模块，用于基于所述金属源极和所述金属漏极收集的目标光电流，通过预设的第一映射表确定与所述目标光电流对应的目标图像，其中，所述目标光电流基于所述二维材料层感知的待识别图像确定，所述第一映射表包括光电流与图像的映射关系。6.一种光电子器件，其特征在于，所述光电子器件包括权利要求1至权利要求5中任意一项所述的视觉传感器。7.一种图像识别方法，其特征在于，所述图像识别方法应用于权利要求1至权利要求5中任意一项所述的视觉传感器，所述视觉传感器包括金属栅极对、二维材料层、金属源极和金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤洁，郑鑫，欧阳昊，周军虎，罗仪豪，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：