12月14日消息，Imec公司推出了一种高分辨率短波红外（SWIR）图像传感器的原型，其像素间距创下了1.82微米的记录。该传感器以薄膜光电探测器为基础，单片集成在定制的Si-CMOS读出电路上。与晶圆厂兼容的工艺流程为高通量、晶圆级制造铺平了道路。

imec所展示的技术在像素间距和分辨率方面大大超过了当今基于InGaAs的SWIR成像器的能力，并提供了颠覆性的成本和外形尺寸潜力。即使在成本敏感的领域，如工业机器视觉、智能农业、汽车、监控、生命科学和消费电子等领域，也能实现新的应用。

在某些应用中，短波长红外（SWIR）范围（波长从1400纳米左右到2000纳米以上）的传感比可见光（VIS）和近红外（NIR）范围具有显著优势。

SWIR图像传感器可以穿透烟雾或雾气，甚至可以透过硅片，这对检测和工业机器视觉应用尤其重要。

迄今为止，SWIR图像传感器是通过一种混合技术生产的，其中一个基于III-V的光电探测器(通常是基于InGaAs的)是倒装芯片与硅读出电路结合在一起的。这些传感器的灵敏度非常高，但这种技术对于大规模生产来说相当昂贵，而且在像素大小和像素数量上受到限制，这阻碍了它在成本、分辨率和/或外形因素至关重要的市场上的应用。

imec解决方案通过将薄膜光电探测器堆栈与Si-CMOS读出电路单片集成，实现了2微米以下的小像素间距记录。光电探测器像素堆栈实现了一个薄的吸收层，如5.5nm的PbS量子点--对应1400nm波长的峰值吸收。峰值吸收波长可以通过调整纳米晶体的尺寸来调整，并且可以扩展到甚至高于2000nm的波长。在SWIR峰值波长下，可获得18%的外部量子效率(EQE)(并可通过进一步改进提升至50%)。

光电探测器堆栈与定制的读出电路单片集成，采用130nm CMOS技术处理。在这个读出电路中，3晶体管像素设计经过优化，以适应130纳米技术节点中像素尺寸的缩放，从而使原型SWIR成像器的间距达到创纪录的1.82微米。

imec的薄膜成像器项目经理Pawel Malinowski评论说："凭借我们紧凑的高分辨率SWIR图像传感器技术，我们为我们的客户提供了一条在imec的200毫米设施内进行经济实惠的小批量制造的道路。

"这些图像传感器可以部署在工业机器视觉(如光伏板监控)、智能农业(如检测和分拣)、汽车、监控、生命科学(如无镜头成像)等领域。由于其外形尺寸小，它们有可能被集成在小型摄像头中，如智能手机或AR/VR眼镜中--采用对眼睛安全的SWIR光源。

"一些令人兴奋的未来发展包括增加EQE（目前在测试样本上的SWIR中已经达到50％），降低传感器的噪声，并引入多光谱阵列与定制图案方法。"

SWIR图像传感器的原型是在imec的像素技术探索研究计划中开发的。在这项活动中，imec与材料公司、图像传感器公司、设备供应商和技术集成商合作，开发可获得的创新和定制化CMOS成像技术。

关于IMEC

Imec是纳米电子和数字技术领域的世界领先研究与创新中心。我们在微芯片技术领域广受赞誉的领导地位以及深厚的软件和ICT专业知识相结合，使我们与众不同。通过利用我们世界一流的基础设施以及跨多个行业的合作伙伴的本地和全球生态系统，我们在医疗、智能城市和交通、物流与制造业、能源和教育等应用领域创造了突破性的创新。

作为公司，初创企业和大学值得信赖的合作伙伴，我们汇集了来自97个国家/地区的4,000多位杰出人才。Imec的总部位于比利时鲁汶，并在荷兰、台湾、美国的许多佛兰德大学分配了研发团队，并在中国、印度和日本设有办事处。2018年，imec的收入（P＆L）总计5.83亿欧元。