最近，意法半導體(STMicroelectronics，簡稱ST)在一次行業(yè)會議上展示了一款量子點短波紅外（SWIR）圖像傳感器，該圖像傳感器采用的是全局快門，像素間距為1.62μm。
量子點（quantum dot，簡稱QD）是人造的直徑在2-10nm之間的半導體納米晶體。量子點擁有獨特的光電特性，其尺寸很小，足以產(chǎn)生量子效應，可以通過改變波長或顏色來調(diào)節(jié)能級。通過改變量子點的尺寸，還可以是量子點顆粒吸收或者發(fā)射特定波長的光。
意法半導體展示的這款QD SWIR圖像傳感器在1400nm的波長下，量子效率可以達到60%，快門效率接近100%（真實值為99.98%）。值得一提的是，這款圖像傳感器是在300mm晶圓上制造，也就是說，采用的是成熟的工藝制程，因此能夠以較低的成本進行規(guī)?；慨a(chǎn)。據(jù)意法半導體透露，這款圖像傳感器的成本可以被壓縮到一美元左右，這已經(jīng)接近有些硅基圖像傳感器的成本了。
意法半導體的QF驗證晶圓，展示了基本QF光電二極管測試結(jié)構(gòu)（a）、像素矩陣測試芯片（b）和完整圖像傳感器產(chǎn)品（c）
由于在短波紅外的波長范圍內(nèi)，InGaAs材料比硅材料具有更好的光譜響應，因此，目前市面上應用最多的是采用InGaAs制成的SWIR圖像傳感器。InGaAs銦鎵砷圖像傳感器的最大問題是成本高昂，一顆的成本就可能高達幾百到幾千美元。量子點技術(shù)的出現(xiàn)，可以很好的解決成本問題。比如，可以對采用膠體碳量子點（CQD）技術(shù)的圖像傳感器進行適配，使其對短波紅外光（SWIR）敏感，同時還能降低成本。
正是因為可以降低成本，碳量子點（CQD）短波紅外（SWIR）成像技術(shù)在最近幾年的發(fā)展非常迅速。意法半導體的這款圖像傳感器，正是該技術(shù)領(lǐng)域的最新產(chǎn)品。雖然目前市面上提供CQD SWIR圖像傳感器的廠商不止意法半導體一家，比如像Emberion、Imec（比利時微電子研究中心）和SWIR Vision Systems等，但是，卻只有意法半導體真正實現(xiàn)了規(guī)?；慨a(chǎn)。正是由于意法半導體的規(guī)模化量產(chǎn)，才使包括消費電子在內(nèi)的大批應用，有機會使用SWIR成像技術(shù)，而且成本還不貴。
意法半導體的SWIR量子薄膜光電二極管在優(yōu)化的層厚下，其量子效率峰值可以超過60%
也就是說，意法半導體使其客戶可以用硅基圖像傳感器的成本，享受SWIR成像技術(shù)，可想而知，這將會對市場產(chǎn)生多么大的顛覆性。正是由于其成本低廉，相比InGaAs銦鎵砷圖像傳感器市場，CQD SWIR圖像傳感器市場的體量和影響將會更大。
意法半導體基于硫化鉛的量子點薄膜，是在晶圓階段利用溶液制作，一步一步通過沉淀，融合進CMOS工藝之中的。意法半導體CQD SWIR圖像傳感器的最大缺點是，量子效率比不上InGaAs銦鎵砷圖像傳感器，與其他廠商的CQD傳感器相比，在性能上也沒有很大的提升。但意法半導體解決了一個非常現(xiàn)實的問題，那就是成本問題，這會增加許多之前不曾有的應用領(lǐng)域，對生活方式和工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生變革作用。
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