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新型CMOS兼容型宽波段探测芯片

随着信息技术的不断进步,高清成像已经成为了人们获取视觉信息的重要手段。作为可见光成像的有效补充,红外成像技术越来越多的受到了人们的关注。近些年,低成本的红外像设备已经在民用领域得到了广泛的应用。目前市面上主流的红外成像,主要是非制冷型长波红外热成像技术。但是长波红外偏重于目标探测,目标分辨率低,想要实现高清分辨,芯片尺寸就要相应增加,很难实现与便携式消费类电子产品的结合。目前最好的非制冷型红外热成像芯片,像素尺寸也在15um左右,分辨率在1024*768,与可见光动辄上千万像素的芯片相距甚远。

低成本、光谱覆盖400-1600纳米的可见
-近红外宽谱响应成像芯片材料和器件

与长波热辐射成像不同,短波红外成像与可见光都是基于反射光成像原理,灰度图像特征相似,目标细节表达可媲美可见光成像;原理上可以实现与可见光一样的高清成像。短波红外还具有雾、霭、烟尘穿透能力强,有效探测距离远等特点,对气候条件的适应性优势明显,可以在应用中作为可见光成像的一个重要补充。

CCZTSe宽波段探测器性能图

本中心开发了一种低成本、光谱覆盖400-1600纳米的可见-近红外宽谱响应成像芯片材料和器件,以满足日益增大的如手机、无人机、车载摄像头、掌上型光谱检测仪等民用市场对更高性能成像芯片的需求。短波红外成像和传感技术的细节分辨能力几乎可以媲美可见光成像图像,而且具有微光夜视和较强的穿透雾霾、水汽能力,正从军事领域跨入越来越多的新兴民用市场,终端需求预计将很快达到千万台。利用Cu2Zn1-xCdxSnSe4制作的二极管器件在305-1640 nm光谱范围里表现出了优异的光电转换能力。并且具有1012jones的探测率以及6ns的超快响应时间。该类芯片最大优势是可以实现400-700纳米可见光和700-1700纳米范围的近红外光的同时成像,并且能够与CMOS工艺兼容,可以结合集成电路技术的超大规模、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势,将有希望开辟硅基光电集成的新时代。

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