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比利时imec开发出新型单片薄膜图像传感器

11月7日消息,据报道,比利时鲁汶纳米电子和数字技巧钻研与立异中间imec展示了一种能够捕捉近红外(NIR)和短波红外(SWIR)光的新型单片薄膜图像传感器。据imec预计,与现有红外探测器比拟,这种单片集成规划有望在制造产量和资源方面得到一个数量级的改良,同时还能实现数百万像素的分辨率。

红外探测器利用异常广泛,而imec的新技巧将极大年夜地扩展其利用可能,包括安防监视、生物识别、虚拟/增强现实(VR/AR)、机械视觉以及工业自动化等。

上图为可以捕捉SWIR光谱的图像传感器晶圆。与现有的老例红外探测器比拟,以晶圆级工艺临盆的新型薄膜成像传感器在实现数百万像素分辨率的同时,可以大年夜幅前进产量、低落资源。

迄今为止,红外探测器都是经由过程混杂技巧制造的:晶体半导体探测器和电子读出电路分手制造,然落后行像素或芯片级互连。这是一种高资源且耗时的低产量制造工艺,导致传感器的分辨率受到限定,且平日必要冷却以低落暗中前提下的旌旗灯号噪声。

这阻碍了红外探测器在破费类领域的广泛利用。不停以来,钻研职员都在钻研各类单片集成规划。据imec称,其规划为高分辨率、低资源、晶圆级SWIR传感器铺平了蹊径。

imec开拓的这款红外探测器由一种新颖的薄膜光电探测器像素客栈组成,这些像素客栈基于直接沉积在电子读出电路顶部的量子点。它们采纳与晶圆级规模临盆兼容的单片工艺制造。其像素嵌入了新开拓的高机能低带隙量子点材料,这种材料的机能达到以致逾越了传统的无机光接受材料。精心设计的像素客栈可以进行调剂,以捕捉从可见光不停到2 µm波长的光谱。

imec开拓的硅基板上的光电二极管测试原型在940 nm处实现了60%以上的外量子效率(跨越今朝最先辈的技巧),在1450 nm处达到20%以上的外量子效率,从而可以跟商业化铟镓砷(InGaAs)光电探测器媲美,在暗电流下进行非制冷事情。这款原型的分辨率为758 x 512像素,像元间距为5 µm。

imec薄膜探测器项目经理Pawel Malinowski说:“这款薄膜探测器是由化学、器件设计、读出电路设计、集成和晶圆制造等领域专家组成的专业钻研团队一路开拓的合营成果。”

Malinowski说:“这一钻研成果为薄膜探测器打开了许多新的利用领域。我们的探测器可以集成到下一代智妙手机摄像头中,结合人眼安然的光源,可以实现用于增强现实(AR)的紧凑型传感模块。在检测利用中,它们可以用于食物或塑料的分类,以及在安防监视利用中,用于比较度更好的低照度摄像头。此外,经由过程在恶劣气象或烟雾前提下实现的特性识别功能,它还有潜力用于消防利用,未来,还可以用于汽车高档驾驶帮助系统(ADAS)。”

下一步,imec的目标是开拓晶圆级NIR和SWIR图像传感器技巧,为计划开拓立异型图像传感器、摄像头和智能成像利用的厂商供给技巧支撑。

责任编辑:gt

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