一种新型两层垂直层叠结构的CMOS彩色传感器

本文研究了一种基于两层垂直层叠结构的新型CMOS色彩传感器,该器件可同时对偏蓝波段和偏红波段进行感应,配合绿/品红滤波片,实现彩色成像.由于该器件研制完全兼容于标准CMOS工艺,可以作为一种新型的CMOS彩色图像传感器像素的感光功能器件.它的基本原理是利用不同波长的光在硅材料中穿透深度的非线性分布,即:短波长的偏蓝可见光主要在表面被吸收,长波长的偏红光则主要在更深的位置被吸收.通过垂直层叠结构,配合两色滤波片,抽取不同深度的光生载流子,即可以得到相应波段的成像信息.经过数值仿真和实验测试表明,该传感器可以提供色彩信息,并且可以作为像素结构应用在CMOS图像传感器上,具有较大的实际意义.

基于垂直层叠结构的多光谱彩色传感器研究

基于垂直层叠的半导体结构是多光谱彩色传感器中的新技术,它具有抗色彩失真,高空间分辨率,无需彩色插值和低通滤波器以及更高的光能量利用率等优点。它的基本原理是利用不同波长的光在硅材料中穿透深度的非线性分布,即短波长的蓝光主要在表面被吸收,长波长的红光则主要在更深的位置被吸收。目前国际上研究的结构中有使用标准晶态硅工艺制作的埋入式多pn结结构和使用PECVD方法制作的非晶硅系象素结构,其中前者利用了标准的硅工艺,而由于后者使用了光学性能更好的非晶硅系材料,在结构设计上具有更大的灵活性。文章在综合了国际研究文献的基础上,对其光谱机理和象素结构进行了理论与实验分析,对性能做出了比较,并提出了下一步研究的主要方向。

垂直层叠结构的LED诱导荧光检测系统

为进一步减小光源的体积及简化光路系统结构,消除毛细管电泳芯片激光诱导荧光检测系统中激发光源的反射光和杂散光的干扰,降低系统的检测限,设计并建立了基于偏振隔离结构的垂直层叠式发光二极管诱导荧光检测系统。整个系统由发光二极管光源、两片线性偏振片、多通道毛细管电泳芯片、针孔、电荷耦合器件、高压电源、数据采集卡及数据处理单元等组成。在系统条件最优化的情况下,对罗丹明B样品溶液进行了毛细管电泳分离实验。

基于垂直层叠结构的可见/近红外双波段传感器研究

提出了基于垂直层叠结构的双波段传感器,该结构为同时对可见波段和近红外波段进行成像提供了可能。它的基本原理是利用不同波长的光在硅材料中穿透深度的非线性分布,即：短波长的可见光主要在表面被吸收,长波长的近红外光则主要在更深的位置被吸收。通过垂直层叠结构,抽取不同深度的光生载流子,即可以得到相应波段的成像信息。数值仿真分析表明,结构参量为D1=2μm,D2=18μm的结构能在400-1200 nm波长范围得到响应峰值波长为550 nm和1000 nm的最佳可见/近红外响应。

可应用于CMOS彩色图像传感器的两层垂直层叠结构及其色彩特性的研究

基于两层垂直层叠结构的色彩传感器可同时对偏蓝波段和偏红波段进行感应, 配合绿/品红滤波片, 为彩色成像提供了可能, 由于它完全兼容于标准CMOS工艺, 可以作为一种新型的CMOS彩色图像传感器像素的感光功能器件。通过垂直层叠结构, 配合两色滤波片, 抽取不同深度的光生载流子, 即可以得到相应波段的成像信息。通过仿真和实验得到了它的各通道响应曲线, 提出了一种增强对了声稳健性的多个多项式回归的方法并得到色彩转换矩阵, 把传感器的4通道响应转换为CIE XYZ三刺激值。同时在CIE L＊A＊B＊空间中对器件传感得到的色彩和原始的色彩坐标进行了比对, 对器件的色彩准确度进行了一个量化评估。结果表明在应用新转换方法, 色彩误差大大优于常用的简单线性转换, 其色彩效果甚至优于商用Bayer滤光片式彩色CCD。

一种可用于单色光谱检测的CMOS层叠传感器

一种可以对单色光谱进行检测的并基于标准CMOS工艺的新型器件结构进行了制作和测试。它的基本原理是:利用器件本身两层结构对偏蓝色的短波长光和偏红色的长波长光的不同响应特性,得到器件响应值对于波长的单调递增曲线并可由此得到输入光谱的单色波长信息。文章中介绍了器件的基本工作原理,设计制作了实验性器件并对其特性曲线进行了实际的标定,最终给出了可用于单色光谱测量的器件响应和波长的对应曲线。