一种基于石墨烯/硅电荷耦合器件的感存算一体电路结构

    公开(公告)号:CN116563688A

    公开(公告)日:2023-08-08

    申请号:CN202310413102.5

    申请日:2023-04-18

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于石墨烯/硅电荷耦合器件的感存算一体电路结构,该电路结构包括阵列模块、栅压生成模块、权重电压生成模块、求和控制模块和求和运算模块;阵列模块为n×n个阵列单元构成,每个阵列单元由一个石墨烯/硅电荷耦合器件和一个开关管组成,每个器件的源极均与权重电压生成模块连接,漏极与开关管连接,开关管的控制信号端均连接求和控制模块,求和控制模块控制开关管的开闭;开关管另一端连接求和运算模块,用于将所有流入的电流进行积分,转换为电压后输出。本发明利用了石墨烯/硅电荷耦合器件的感光与存储特性,在感光、存储的同时与运算电路结合,可应用于图像识别、图像传感等领域,提高集成度和速度,降低成本和功耗。

    一种三维硅基宏观石墨烯复合宽光谱探测器及制备方法

    公开(公告)号:CN119300489B

    公开(公告)日:2025-04-11

    申请号:CN202411813685.1

    申请日:2024-12-11

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种三维硅基宏观石墨烯复合宽光谱探测器及制备方法,该光电探测器包括:硅层,其上设置绝缘介质层,绝缘介质层和硅层具有同心凹槽,绝缘介质层上方设置有顶层电极,硅层下方设置有底层接触电极;三维硅纳米条带,设置于硅层上的凹槽内并与硅层相连;宏观组装石墨烯,设置于顶层电极和绝缘介质层上方且直接接触,并与三维硅纳米条带相接触形成肖特基节;位于绝缘介质层凹槽区域内的部分经过图案化制成宏观组装石墨烯纳米条带。本发明光电探测技术领域,首次实现了宏观组装石墨烯纳米结构和硅纳米结构的复合,解决了现有硅基石墨烯光电探测器在超宽光谱范围内尤其是红外波段探测性能弱的问题。

    一种三维硅基宏观石墨烯复合宽光谱探测器及制备方法

    公开(公告)号:CN119300489A

    公开(公告)日:2025-01-10

    申请号:CN202411813685.1

    申请日:2024-12-11

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种三维硅基宏观石墨烯复合宽光谱探测器及制备方法,该光电探测器包括:硅层,其上设置绝缘介质层,绝缘介质层和硅层具有同心凹槽,绝缘介质层上方设置有顶层电极,硅层下方设置有底层接触电极;三维硅纳米条带,设置于硅层上的凹槽内并与硅层相连;宏观组装石墨烯,设置于顶层电极和绝缘介质层上方且直接接触,并与三维硅纳米条带相接触形成肖特基节;位于绝缘介质层凹槽区域内的部分经过图案化制成宏观组装石墨烯纳米条带。本发明光电探测技术领域,首次实现了宏观组装石墨烯纳米结构和硅纳米结构的复合,解决了现有硅基石墨烯光电探测器在超宽光谱范围内尤其是红外波段探测性能弱的问题。

    二维材料-硅光电探测器的SPICE仿真模型建模方法

    公开(公告)号:CN115587563A

    公开(公告)日:2023-01-10

    申请号:CN202211228744.X

    申请日:2022-10-09

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种二维材料‑硅光电探测器的SPICE仿真模型建模方法,所述仿真模型包括二维材料薄膜吸收区、硅吸收区以及实际电路部分,其中实际电路部分由二维材料薄膜吸收区、硅吸收区的电流和电容、器件自身的暗电阻、寄生电容以及寄生电阻所构成;考虑当入射光的波长范围在硅的截止波长之前,二维材料薄膜和硅对光存在双吸收的情况,本发明将两个吸收区的模型耦合在一起,使仿真数据更接近所制备的二维材料‑硅光电探测器的实验数据,且可以进一步更改物理参数以仿真不同的二维材料‑硅光电探测器在不同波长下的对光的响应曲线。

    低维材料/CMOS片上集成芯片及其集成方法

    公开(公告)号:CN116469889A

    公开(公告)日:2023-07-21

    申请号:CN202310358414.0

    申请日:2023-04-06

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明涉及一种低维材料/CMOS片上集成芯片及其集成方法,本发明的低维材料CMOS片上集成芯片为上下两层的堆叠式芯片。上层是低维材料器件功能层,依靠新型低维材料器件实现感光、忆阻等功能拓展;下层是CMOS电路层,为CMOS电路芯片,依靠CMOS工艺流片生产的CMOS芯片实现新型低维材料器件信号的读出、处理功能。两层之间通过CMOS电路芯片上表面预留的电极接口实现互联。本发明能够实现新型的低维材料器件与成熟的CMOS工艺异质集成。该集成方式制备工艺简单、成本低廉、集成度高,融合了低维材料的特有优势,能够极大地推动低维材料器件的应用和CMOS体系的拓展。低维材料CMOS片上集成芯片解决了传统CMOS芯片材料体系单一,功能难以拓展的局限,实现功能创新。

    一种可宽光谱广角探测的混合堆叠超复眼芯片及制备方法

    公开(公告)号:CN119317207B

    公开(公告)日:2025-03-25

    申请号:CN202411810731.2

    申请日:2024-12-10

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种可宽光谱广角探测的混合堆叠超复眼芯片及制备方法,该芯片将2.5D平面外架构超仿生复眼超表面、连续域束缚态效应与芯片混合堆叠读出集成模块相结合,具有大面积的2.5D面外超表面架构。这种结构集成了单层Gr来模拟昆虫的复眼。芯片上的整个平面级探测区域实现了相当于曲面的广角检测,同时通过连续域束缚态效应将1550 nm通信频段的吸收提高到接近100%(300‑1600 nm)。本发明还集成了TSV技术用于晶圆级制造,并设计读出集成电路,实现了基于堆叠集成的超仿生复眼芯片。本发明不仅实现了平面芯片中的广角检测,而且拓宽了硅基芯片的检测范围。

    一种基于绝缘层上硅衬底的二维材料/硅异质结阵列及其制备方法

    公开(公告)号:CN114530469B

    公开(公告)日:2025-03-18

    申请号:CN202210049787.5

    申请日:2022-01-17

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于绝缘层上硅衬底的二维材料/硅异质结阵列及其制备方法,包括组成阵列的若干异质结单元。异质结单元为二维材料/硅的垂直异质结,阵列是异质结单元的面阵阵列。制备方法为在绝缘层上硅衬底上通过刻蚀顶硅的方式形成图形化的顶硅条带,再依次沉积绝缘层、制作电极、刻蚀出硅窗口及硅接触孔,再将二维材料转移至硅窗口并图形化。本发明通过二维材料与硅的垂直异质结拓宽吸收波段、增强光吸收。本发明的异质结阵列中,每一列/行异质结共用同一条顶硅条带,每一行/列异质结的二维材料接触电极相互连接,组成一条该行/列的顶电极布线。本发明实现了二维材料/硅异质结器件的阵列制作,为二维材料和硅的大规模集成提供了方案。

    一种片上手性高分辨红外宽带光电探测器及制备方法

    公开(公告)号:CN118352412A

    公开(公告)日:2024-07-16

    申请号:CN202410782507.0

    申请日:2024-06-18

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种片上手性高分辨红外宽带光电探测器及制备方法,底层氧化硅和底硅构成探测器载片基底,底层氧化硅上方设有顶硅;顶层氧化硅设于顶硅上方,在顶层氧化硅中设有具有电极的左右两个穿孔窗口,金手性超表面底部与硅手性超表面顶部接触,氮化硼覆盖于金手性超表面和硅手性超表面上方,氮化硼、金手性超表面与硅手性超表面设于顶层氧化硅的左侧穿孔窗口内,石墨烯覆盖于氮化硼和左窗口电极上方;金属硅化物设于顶层氧化硅中的右侧穿孔窗口内,金属硅化物的顶部与右窗口电极相接触。本发明可片上集成,实现高分辨圆偏振光红外宽带探测,有利于抗干扰去雾的成像探测,并且无需制冷,在室温条件下即可工作。

    一种基于绝缘层上硅衬底的二维材料/硅异质结阵列及其制备方法

    公开(公告)号:CN114530469A

    公开(公告)日:2022-05-24

    申请号:CN202210049787.5

    申请日:2022-01-17

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于绝缘层上硅衬底的二维材料/硅异质结阵列及其制备方法,包括组成阵列的若干异质结单元。异质结单元为二维材料/硅的垂直异质结,阵列是异质结单元的面阵阵列。制备方法为在绝缘层上硅衬底上通过刻蚀顶硅的方式形成图形化的顶硅条带,再依次沉积绝缘层、制作电极、刻蚀出硅窗口及硅接触孔,再将二维材料转移至硅窗口并图形化。本发明通过二维材料与硅的垂直异质结拓宽吸收波段、增强光吸收。本发明的异质结阵列中,每一列/行异质结共用同一条顶硅条带,每一行/列异质结的二维材料接触电极相互连接,组成一条该行/列的顶电极布线。本发明实现了二维材料/硅异质结器件的阵列制作,为二维材料和硅的大规模集成提供了方案。

    一种可宽光谱广角探测的混合堆叠超复眼芯片及制备方法

    公开(公告)号:CN119317207A

    公开(公告)日:2025-01-14

    申请号:CN202411810731.2

    申请日:2024-12-10

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种可宽光谱广角探测的混合堆叠超复眼芯片及制备方法,该芯片将2.5D平面外架构超仿生复眼超表面、连续域束缚态效应与芯片混合堆叠读出集成模块相结合,具有大面积的2.5D面外超表面架构。这种结构集成了单层Gr来模拟昆虫的复眼。芯片上的整个平面级探测区域实现了相当于曲面的广角检测,同时通过连续域束缚态效应将1550 nm通信频段的吸收提高到接近100%(300‑1600 nm)。本发明还集成了TSV技术用于晶圆级制造,并设计读出集成电路,实现了基于堆叠集成的超仿生复眼芯片。本发明不仅实现了平面芯片中的广角检测,而且拓宽了硅基芯片的检测范围。

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