[发明专利]一种固态多光谱传感器

权利要求书

1.一种固态多光谱传感器，其特征在于：包括硅芯片、光敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑电路、数模转换器和数据总线输出接口；所述光敏单元阵列选用固态纳米线阵列；固态纳米线阵列通过深反应离子刻蚀技术直接集成于所述硅芯片上；固态纳米线阵列由纳米线排列而成；纳米线定向垂直于硅芯片表面；入射光照射固态纳米线阵列并引发光电效应，固态纳米线阵列过滤并增强提取入射光信息中的光信息。

2.根据权利要求1所述的一种固态多光谱传感器，其特征在于：固态纳米线阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑电路、数模转换器和数据总线输出接口等模块均集成于同一块硅芯片上。

3.根据权利要求1所述的一种固态多光谱传感器，其特征在于：固态纳米线阵列由竖直纳米线阵列构成，纳米线的几何特征包括高度、密度、排列周期、截面形状；组合的纳米线阵列能够过滤出具有混合波段的光信息。

4.根据权利要求1所述的一种固态多光谱传感器，其特征在于：所述纳米线由半导体材质制成，其包括硅、锗和砷化镓等材料。

5.根据权利要求3所述的一种固态多光谱传感器，其特征在于：硅质地的固态纳米线阵列适用于350纳米至800纳米的光谱。

6.根据权利要求3所述的一种固态多光谱传感器，其特征在于：锗质地的固态纳米线阵列适用于600纳米至1400纳米的光谱。

7.一种固态多光谱传感器的制备工艺，其特征在于：其包括以下步骤：

传统CMOS图像传感器晶圆预处理：选用配套电路相匹配的传统商用CMOS图像传感器芯片晶圆，经过预处理，去除微透镜阵列和滤色器阵列，或者直接使用还没有覆盖微透镜阵列和滤色器阵列的商用CMOS图像传感器芯片的半成品晶圆，以此为基础制造固态多光谱传感器芯片；

半导体层制备：在预处理芯片表面利用键合或外延的方法制备半导体层；

纳米线阵列结构晶圆级光刻：根据应用场景，设计相应波长和密度的滤色阵列；根据物理原理选取合适的纳米线基底材料于晶圆表面，将设计转化成为相应几何参数的纳米线阵列晶圆级光刻掩模版，并将图形转移到晶圆表面；

d、纳米级精度刻蚀；使用深反应离子刻蚀技术和MEMS刻蚀技术，在晶圆片上刻蚀出精密的光学纳米线结构，并确保刻蚀后的纳米线符合设计的几何形貌；

e、晶圆级测试：对晶圆上的多光谱传感器芯片单元进行各项性能参数的测试；

f、封装：在检测合格的晶圆上外加透明的平坦化保护层进行封装；随后，进行圆片级封装并切割成单个的多光谱传感器芯片。