[发明专利]一种仿生自适应视觉传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种仿生自适应视觉传感器及其制备方法。所述仿生自适应视觉传感器依次包括：衬底、形成于所述衬底上的栅极、形成于所述栅极上和所述栅极未覆盖衬底上的介质层、形成于所述介质层两端的源极和漏极、形成于所述源极和漏极之间的具有缺陷态的半导体沟道层。本发明提供的自适应仿生视觉传感器可以探测光信号，利用栅极电压可调控器件的探测灵敏度，并且器件在不同的栅压下可实现电流逐渐增加或者降低的功能。本发明提供的自适应仿生视觉传感器具有类似人眼视网膜中光感受细胞和水平细胞的功能，可以实现视觉的探测以及光强适应功能。本发明可以广泛应用于人工视觉系统领域。

技术领域

本发明涉及光电探测技术领域，尤其涉及一种仿生自适应视觉传感器及其制备方法。

背景技术

机器视觉的发展(例如智能交通、移动医疗、实时视频分析和协同自动驾驶)要求视觉传感器具有超高分辨率、高图像捕捉速度、更稳定以及不同光照条件下的大范围检测。宽范围光照明的精确表示对于正确感知环境是至关重要的，因为自然光的光强具有280dB的范围。它需要能准确捕捉和感知更多阴影和突出细节的光电器件。采用SiCMOS技术的最先进图像传感器的动态范围通常为70dB，比自然场景窄得多。为了适应大光照强度范围下的视觉，研究人员控制光学孔径，采用液体透镜，调整曝光时间，在后处理中采用去噪算法，通常需要复杂的硬件和软件资源。开发具有视觉适应功能、在终端感知范围宽的光电器件，这对于丰富机器视觉功能，降低硬件复杂度，实现高图像识别效率是十分必要的。

发明内容

为了解决现在有技术中存在的问题，本发明提供了一种具有光强适应功能的仿生视觉传感器及其制备方法，实现了光强视觉适应和宽的感知动态范围。

本发明的技术方案如下：

一种仿生自适应视觉传感器，其中，所述仿生自适应视觉传感器依次包括：衬底、形成于所述衬底上的栅极、形成于所述栅极上和所述栅极未覆盖衬底上的介质层、形成于所述介质层两端的源极和漏极、形成于所述源极和漏极之间的具有缺陷态的半导体沟道层。

可选地，所述栅极、源极和漏极的材料独立地选自导电金属、导电金属氧化物或者石墨烯。

可选地，所述介质层的材料为三氧化二铝、二氧化铪或者二氧化硅。

可选地，所述半导体沟道层的材料为过渡族金属硫族化合物、金属氧化物或者黑磷。

可选地，所述具有缺陷态的半导体沟道层的长度为10nm-20μm，宽度为200nm-200μm，厚度为0.6nm-200nm。

可选地，所述缺陷态位于所述半导体沟道层的内部和表面。

可选地，所述缺陷态密度在半导体沟道层的量级为10¹²cm^-2。

一种本发明所述的仿生自适应视觉传感器的制备方法，其中，包括步骤：

提供衬底；

在所述衬底上形成栅极；

在所述栅极上和所述栅极未覆盖衬底上形成介质层；

在所述介质层的两端分别形成源极和漏极；

在所述源极和漏极之间形成具有缺陷态的半导体沟道层。

可选地，所述在所述源极和漏极之间形成具有缺陷态的半导体沟道层的步骤，具体包括：

在所述源极和漏极之间形成半导体沟道层；

采用紫外臭氧处理或等离子体处理所述半导体沟道层，或者在所述半导体沟道层上旋涂钙钛矿量子点，得到所述具有缺陷态的半导体沟道层。

可选地，所述紫外臭氧处理或等离子体处理的时间为5-20s。