Imec在薄膜量子点传感器中集成PPD结构，增强短波红外传感性能

据麦姆斯咨询报道，比利时微电子研究中心（Imec）首次将钳位光电二极管（PPD）结构集成到薄膜量子点图像传感器中，提高了短波红外（SWIR）区域的传感性能。

集成钳位光电门和传输门可将薄膜图像传感器的吸收波长提高到1 µm以上，从而实现更具成本效益的短波红外传感器。

这款薄膜量子点图像传感器应用包括自动驾驶汽车摄像头，以“透视”烟雾，以及通过人脸识别解锁智能手机的摄像头等。采用量子点等薄膜吸收器的传感器，近来已成为硅和II-V族传感器有前景的替代品。它们具有更好的吸收特性，以及与传统CMOS读出电路集成的潜力，不过，其噪声性能较差，这会导致成像质量较差。

20世纪80年代，PPD结构被引入硅基CMOS图像传感器，并集成了额外的晶体管栅极和特殊的光电探测器结构，以在整合开始之前完全耗尽电荷，从而实现没有热噪声或前一帧影响的复位操作。

然而，由于难以混合两种不同的半导体系统，迄今为止仍无法在硅以外整合这种结构。

Imec“薄膜钳位光电二极管”项目负责人Nikolas Papadopoulos表示：“与传统3T传感器超过100 e-的读出噪声相比，该原型4T图像传感器的读出噪声低至6.1 e-，证明了其卓越的噪声性能。这使其能够以更少的噪声、失真或干扰，更准确、更细节地捕获红外图像。”

未来的进一步研究包括优化该技术在其它类型薄膜光电二极管中的应用，并将其传感器应用扩展到硅成像以外。