Сенсоры разработанные компанией Imec построены в fab-совместимом технологическом потоке, который прокладывает путь к высокопроизводительному производству на уровне пластин. Компания Imec представила свои результаты на Международном совещании IEEE Electron Devices 2020.
На сегодняшний день сенсоры диапазона SWIR производятся с использованием гибридной технологии, в которой фотоприемник на основе InGaAs представляет собой флип-чип, связанный с кремниевой схемой считывания. Эти сенсоры чрезвычайно чувствительны, но технология очень дорогая для массового производства и ограничена размером пикселя и количеством пикселей, что препятствует ее внедрению на рынках, для которых разрешение и стоимость имеют решающее значение.
Альтернативное решение Imec обеспечивает шаг пикселя менее 2 мкм за счет монолитной интеграции стека тонкопленочных фотоприемников со схемой считывания Si-CMOS. Стек пикселей фотоприемника реализует тонкий слой поглотителя, такой как 5,5 нм квантовые точки PbS, соответствующие пику поглощения на длине волны 1400 нм. Пиковая чувствительность сенсора может быть настроена путем регулировки размера нанокристалла и позволяет расширять чувствительность до длин волн выше 2000 нм.
Imec на новых сенсорах достигла квантовую эффективность (EQE) в 18%. Она заявила, что компания может повысить эффективность до 50% в ходе дальнейших улучшений технологии.
Стек фотоприемников монолитно интегрирован с интегральной схемой считывания, обработанной по 130 нм КМОП-технологии. В этой схеме считывания конструкция пикселя с тремя транзисторами была оптимизирована для масштабирования размера пикселя в доступном технологическом узле 130 нм, что привело к рекордно малому шагу 1,82 мкм для прототипа SWIR-сенсора.
Павел Малиновский, руководитель направления по тонкопленочным тепловизорам, сказал: "Благодаря нашей компактной технологии SWIR-сенсоров высокого разрешения мы предлагаем нашим клиентам доступ к недорогому малообъемному производству на 200-миллиметровых пластинах с возможностью размещения на них большего количества сенсоров".
Малиновский сказал, что датчики изображения могут широко применяться в промышленном машинном зрении, например, для мониторинга фотоэлектрических панелей; интеллектуального сельского хозяйства для сортировки продукции; автомобилестроения; наблюдения и так далее. Они также потенциально могут быть интегрированы в камеры смартфонов или очки AR/VR с безопасными для глаз источниками света в SWIR-диапазоне.
Он добавил, что компания ведет разработки над увеличением EQE (который в настоящее время уже составляет 50% в SWIR на тестовых образцах), снижением шума датчиков и внедрением мультиспектральных матриц с индивидуальным рисунком.
Для получения дополнительной информации по условиям поставки пишите нам на почту info@npk-photonica.ru или звоните по номеру +7 (812) 209-20-20