比利時魯汶的納米電子研究中心imec展示了一種新型薄膜單片圖像傳感器，其能夠可以捕獲近紅外(NIR)和短波紅外(SWIR)中的光線。與現有的常規IR成像儀相比，這種基于單片方法的解決方案有望在產量和成本方面實現一個數量級的增長，同時支持數百萬像素的分辨率。紅外成像儀廣泛用于各種應用，而imec表示他們的新技術極大地擴展了這種工具的可能性，包括生物識別，虛擬現實，機器視覺和工業自動化。

迄今為止，紅外圖像傳感器都是通過混合技術生產：分別制造晶體半導體探測器和電子讀數器，然后在像素級別實現互連。這是一個昂貴且耗時的過程，且吞吐量低，導致傳感器的分辨率受到限制，所以通常需要冷卻以降低黑暗條件下的信號噪波。這妨礙了紅外成像儀在消費類應用中的廣泛采用。研究人員一直在研究探索各種解決方案。Imec表示，他們的方法為高分辨率，低成本，基于晶圓的SWIR成像器鋪平了道路。

Imec的紅外成像儀由基于直接沉積在電子讀數之上的量子點的新穎薄膜光電探測器像素堆疊組成，并且以與單片工藝制造。像素嵌入了新開發的高性能低帶隙量子點材料，其能夠匹配甚至超過無機光吸收劑的性能。堆疊經過精心設計，能夠實現調整并瞄準從可見光到2µm波長的光譜。硅基板上的測試光電二極管在940nm波長位置達到60%以上的外量子效率，在1450nm位置達到20%以上的外量子效率。原型成像儀的分辨率為758×512像素，像素間距為5μm。

imec薄膜成像儀項目經理Pawel Malinowski指出：薄膜成像儀是“由化學，設備工程，讀數設計，集成和晶圓制造等領域的專業團隊所取得的共同成果”。現有的SWIR光電探測器是幾項合作的結果，包括與根特大學和哈瑟爾特大學等機構合作的Flemish VLAIO-SBO project MIRIS (IWT/150029)。

Malinowski補充道：“這一結果為薄膜成像器開啟了許多全新的應用領域。我們的成像儀可以集成到下一代的智能手機攝像頭中，并配備人眼安全光源，從而實現用于增強現實的緊湊型感應模塊……另外，通過在惡劣的天氣或煙霧條件下實現功能區分，人們可以設想消防應用，以及將來的高級駕駛員輔助系統。”

展望未來，imec希望開發晶圓級NIR和SWIR圖像傳感器技術，并為具有創新圖像傳感器，相機和智能成像應用路線圖的公司開發技術。

關鍵詞：