[发明专利]一种彩色电子轰击图像传感器件

说明书

本发明公开了一种彩色电子轰击图像传感器件，包括滤色膜、输入光窗、光电阴极、背照式CMOS图像传感器、多层陶瓷管体和PGA针栅阵列，滤色膜用于实现光信号红、绿、蓝三色分光进而获得三原色光；光电阴极用于实现三原色光的光电转换；背照式CMOS图像传感器作为光电子接收极，并通过金锡或其它焊料烧结的方式固定在多层陶瓷管体内；多层陶瓷管体将CMOS图像传感器多路信号引脚与外部PGA针栅阵列实现互连，并保证传感器件的密封。本发明将真空器件与半导体器件有机结合，可在极低照度下实现高分辨率的彩色夜视成像，同时具有探测光敏面积大、响应速度快、成像分辨率高、全数字化输出和器件体积小等优点。

技术领域

本发明涉及光电探测领域，具体涉及一种彩色电子轰击图像传感器件。

背景技术

光电探测领域凭借其广泛的应用前景和巨大的战略价值，目前已经成为各国大力发展的关键技术领域。在种类众多的光电探测器中，真空-半导体混合型光电探测器是20世纪90年代才发展起来的一种新型光电探测器，它融合了真空光电器件与半导体光电器件的优点，同时弥补了后两类光电器件的缺点与不足，广泛应用于微光夜视、高能物理、生物检测、激光雷达以及天文观察等领域。

真空-半导体混合型光电探测器的整管结构采用类似真空光电器件的金属-陶瓷结构，阴极采用真空器件的光电阴极，阳极采用半导体探测器，工作时光电阴极上产生的光电子经加速后轰击在半导体材料表面，产生数百乃至数千倍的光电子增益，轰击产生的电子-空穴对被半导体探测器结区收集后实现信号输出。因此，混合型光电探测器兼具了真空器件光敏面积大、灵敏度高、响应速度快、噪声低、增益高和半导体器件成像分辨率高、动态范围大、功耗低等优点。

目前国内外的混合型光电探测器件普遍存在仅能进行黑白成像探测等问题，尤其在低照度条件下的微光夜视领域，如需进行彩色探测成像，只能通过后期对探测获得的图像进行着色来实现伪彩色成像探测，根本无法实现器件级的真实彩色成像探测。如美国Intevac公司最新研制的ISIE 11型EBAPS混合型光电探测器，仅能进行黑白单色探测成像。

发明内容

本发明的目的在于提供一种探测灵敏度高、探测光敏面积大、成像分辨率高、全数字化输出、尺寸体积小的可低照度条件下进行真实彩色探测成像的彩色电子轰击图像传感器件。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种彩色电子轰击图像传感器件，包括滤色膜、输入光窗、光电阴极、背照式CMOS图像传感器、多层陶瓷管体和PGA针栅阵列；

所述滤色膜蒸镀在输入光窗上表面，光电阴极制作在输入光窗下表面；滤色膜用于实现光信号红、绿、蓝三色分光进而获得三原色光；光电阴极用于实现三原色光的光电转换；所述的背照式CMOS图像传感器作为光电子接收极，固定在多层陶瓷管体内；

所述的多层陶瓷管体将背照式CMOS图像传感器多路信号引脚与外部PGA针栅阵列实现互连，并保证传感器件的密封；

所述的光电阴极与背照式CMOS图像传感器之间的距离通过多层陶瓷管体控制并实现绝缘；所述的背照式CMOS图像传感器用于接收三原色光转换的光电子，光电子经高压电场加速后实现信号的倍增放大，最终还原为彩色图像信号后输出。