[发明专利]光传感器及感光模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体装置，特别是一种半导体光传感器。

背景技术

光传感器通常使用光电二极管将光信号转换为电信号。传统的光电二极管为PN结或PIN结构，当一定强度的光照射光电二极管时，PN结或PIN结构产生光电流。足够能量的光子激发光电二极管的电子产生电子空穴对。电子由价带(valenceband)向传导带(conductionband)移动产生光电流。

由于大多数光传感器使用光电流表示撞击光电二极管的光强度，因此光传感器易受使输出信号饱和的高强度光的损害，或者低强度光产生的光电流过少而需要通过复位电路复位光电二极管。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种光传感器。

一种光传感器，包括：基板，包括多个一体成型的光电压感测元件及多个石墨烯-半导体异质结，每一石墨烯-半导体异质结包括：石墨烯层；与半导体层；石墨烯层设置于该基板上，半导体层设置于石墨烯层上，且每一光电压感测元件与对应的一石墨烯-半导体异质结连接。

一种光传感器，包括：基板，包括多个一体成型的光电压感测元件及多个石墨烯-半导体异质结，每一石墨烯-半导体异质结包括：石墨烯层；与半导体层；石墨烯层覆盖该基板的一部分且半导体层覆盖石墨烯层；且每一光电压感测元件与对应的一石墨烯-半导体异质结连接。

一种感光模块，包括：至少一解码器；及至少一光传感器，光传感器包括：基板，包括多个一体成型的光电压感测元件及多个石墨烯-半导体异质结。每一石墨烯-半导体异质结包括：石墨烯层；与半导体层；石墨烯层设置于该基板上，半导体层设置于石墨烯层上，且每一光电压感测元件与对应的一石墨烯-半导体异质结连接。

一种光传感器，包括：光电二极管，该光电二极管具有阳极端与阴极端；金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-OxideSemiconductorFieldEffectTransistor,MOSFET)包括栅极、源极与漏极。光电二极管的第一端与MOSFET的栅极连接，光电二极管的第二端连接一参考电压源；MOSFET的漏极连接一电压源，MOSFET的源极端为MOSFET的信号输出端。

一种光传感器，包括：光电二极管，光电二极管具有阳极与阴极；运算放大器包括非反向输入端、反向输入端及一输出端；其中，光电二极管的第一端与运算放大器的非反向输入端连接，光电二极管的第二端连接一参考电压源；运算放大器的反向输入端与输出端连接。

附图说明

图1A是本发明第一实施方式包括光电二极管阵列的光传感器的结构示意图。

图1B是图1A所示光传感器沿线1B-1B的剖面结构示意图。

图2A是本发明第二实施方式包括光电二极管阵列的光传感器的结构示意图。

图2B是图2A所示光传感器沿线2B-2B的剖面结构示意图。

图3A是石墨烯-半导体异质结的偏压示意图。

图3B是光电压响应率与石墨烯-半导体异质结入射能量的对应关系示意图。

图4-5是光电压响应率与石墨烯-半导体异质结照度的对应关系示意图。

图6A与图6B是图1A与1B所示的光电二极管感测光电压的电路示意图。

图7A与图7B是图1A与1B所示的光电二极管感测光电压的电路示意图。

图8是石墨烯-半导体异质结的制造流程示意图。

图9是使用图1A或图2A所示的光传感器的模块示意图。

图10是使用图1A或图2A所示的光传感器的系统示意图。

主要元件符号说明