[发明专利]具有石墨烯作为电极和扩散阻挡层的垂直集成多光谱成像传感器

说明书

一种垂直集成多谱成像传感器包含：位于衬底上的第一金属接触层；在第一金属接触层上的SiOsubgt;2/subgt;层，其中第一检测器元件嵌入其中的孔中，第一石墨烯层，覆盖第一检测器元件；在所述第一石墨烯的一侧上的SiOsubgt;2/subgt;层上的第二金属接触层，SiOsubgt;2/subgt;层上的AlOsubgt;3/subgt;层，其中，第二检测器元件被嵌入在所述第一石墨烯层上的孔中，在所述第二检测器元件上的第二石墨烯层，以及在AlOsubgt;3/subgt;层上与第二石墨烯层相邻的第三金属接触层。第一检测器材料与第二检测器材料对电磁光谱的不同的波长带敏感。

技术领域

本公开的实施例涉及多谱成像传感器。

背景技术

多光谱成像对于许多应用(例如医学成像和地质调查)而言是关键的。多光谱图像是捕捉在电磁频谱上的多个特定波长范围内的图像数据的图像。图1说明用于获取多谱图像的典型设备。现在参考该图，常规的多谱检测器10包含可见光谱检测器11、具有lR孔13的红外(IR)检测器12和紫外(UV)检测器14。多谱检测器10还包含视觉和UV孔15、第一可调整UV反射镜16、第二固定UV反射镜18以及UV通道19。如从图中可见，每个检测器需要单独的透镜和滤光器。存在与常规多谱检测器相关联的若干挑战。这些包括高成本和制造挑战、维持多个通道的光学对准、以及有限的视场。

发明内容

本发明的示范性实施例涉及一种垂直集成多谱成像传感器，其中石墨烯用作电极和扩散阻挡层。

根据本发明的一个实施例，提供一种垂直集成多谱成像传感器，其包含安置于衬底上的第一金属接触层；在第一金属接触层上的SiO₂层，其中第一检测器元件嵌入其中的孔中，第一石墨烯层，覆盖第一检测器元件；第二金属接触层，设置在第一石墨烯层一侧的SiO₂层上，其中，第二金属接触层的边缘接触第一石墨烯层的一侧；SiO₂层上设置的AlO₃层，其中，第二检测器元件被嵌入在所述第一石墨烯层上的孔中，第二石墨烯层，设置在第二检测器元件上；以及第三金属接触层，与第二石墨烯层相邻且设置在AlO₃层上，其中，所述第三金属接触层的边缘接触所述第二石墨烯层的侧面。所述第一检测器材料与第二检测器材料对电磁光谱的不同的波长带敏感。

根据本发明的另一个实施例，该衬底是由玻璃、硅晶片、或柔性材料形成的。

根据本发明的又一实施例，第一石墨烯层延伸经过第一检测器元件的边缘以部分地与SiO₂层重叠。

根据本发明的又一实施例，第一金属接触层形成在衬底上纵向延伸的条带。

根据本发明的又一实施例，嵌入的第二检测器元件的侧面与第一石墨烯层的侧面同延。

根据本发明的又一实施例，第二石墨烯层延伸经过第二检测器元件的边缘以部分地与AlO₃层重叠。

根据本发明的又一实施例，第二金属接触层在SiO₂层上形成沿与第一金属接触层垂直的宽度方向延伸的条带。

根据本发明的又一实施例，第三金属接触层在AlO₃层上形成沿垂直于第二金属接触层的长度方向延伸的条带。

根据本发明的又一实施例，第一检测器元件和第二检测器元件均选自包括PbSe、PbS或CdS的组，其中第一检测器元件与第二检测器元件不同。

根据本发明的又一实施例，第一金属接触层、第二金属接触层和第三金属接触层均由导电金属形成。