Прорыв в IR-технологиях предлагает биометрические приложения и приложения компьютерного зрения

25 августа 2023 г.

Бельгийская технологическая фирма IMEC разработала структуру штыревого диода для тонкопленочных датчиков, которая позволяет экономически эффективно получать изображения в инфракрасном свете. Компания заявляет, что предлагает приложения в таких областях, как ИК-камеры в беспилотных транспортных средствах и камеры смартфонов, сканирующие лица.

Инновационный подход IMEC предполагает расширение функциональности тонкопленочных датчиков изображения за счет включения в схему считывания специализированной структуры, известной как закрепленный фотодиод (PPD). Это достижение предполагает объединение двух отдельных компонентов: коротковолнового инфракрасного (SWIR) фотодетектора с квантовыми точками и тонкопленочного транзистора на основе оксида индия-галлия-цинка (IGZO).

Фотодетектор на квантовых точках в коротковолновом инфракрасном диапазоне (SWIR) — это специализированный компонент, используемый в технологии обработки изображений для обнаружения и захвата света в коротковолновом инфракрасном спектре. Спектр SWIR охватывает длины волн, которые немного длиннее, чем видимые человеческим глазом, что делает его важным диапазоном для различных приложений, включая ночное видение, дистанционное зондирование и медицинскую визуализацию.

Квантовые точки, с другой стороны, представляют собой наноразмерные полупроводниковые частицы с уникальными оптическими свойствами. Квантовые точки, включенные в фотодетекторы, могут поглощать свет и преобразовывать его в электрические сигналы. Преимущество фотодетекторов на квантовых точках заключается в высокой чувствительности к определенным длинам волн света, что обеспечивает более точное обнаружение и улучшенные возможности визуализации.

Между тем, тонкопленочный транзистор на основе оксида индия-галлия-цинка (IGZO) представляет собой тип полупроводникового устройства, используемого для управления потоком электрического тока в электронных схемах. Он состоит из тонкого слоя сложного полупроводникового материала под названием IGZO, который представляет собой комбинацию оксидов индия, галлия и цинка. Тонкопленочные транзисторы IGZO обычно используются в различных технологиях отображения, таких как жидкокристаллические дисплеи (LCD), органические светодиоды (OLED) и сенсорные экраны. Тонкопленочные транзисторы IGZO известны своим низким энергопотреблением, высокой прозрачностью и гибкостью.

Эти элементы объединяются для формирования пикселя PPD. Полученный массив затем легко интегрируется в тонкопленочный датчик изображения SWIR с использованием комплементарной схемы считывания металл-оксид-полупроводник (CMOS).

Что делает это достижение примечательным, так это существенное снижение шума считывания до 6,1e- (крошечный электронный блок) по сравнению со значительно более высоким уровнем шума, превышающим 1000e-, в обычном датчике 3T. Такое снижение шума означает существенный скачок в производительности.

Руководитель проекта Николас Пападопулос говорит, что первый в своем роде прототип позволяет получать инфракрасные изображения «с меньшим шумом, искажениями или помехами, а также с большей точностью и детализацией».

Проект его команды был подробно описан в августовском номере журнала Nature Electronics за 2023 год в статье «Закрепленный фотодиод для монолитных тонкопленочных датчиков изображения».

Источник: Печатная электроника.

–

25 августа 2023 г. – редакция FindBiometrics.

Рубрики: Новости С тегами: автономные транспортные средства, биометрия, биометрия, схема считывания CMOS, тонкопленочный транзистор IGZO, улучшение качества изображения, датчики изображения, исследования IMEC, инфракрасное изображение, инновационные технологии, нанотехнологии, публикация Nature Electronics, снижение шума, закреплено фотодиод (PPD), фотодетекторы на квантовых точках, полупроводниковая технология, камеры смартфонов, фотодетектор на квантовых точках SWIR, технологические достижения, тонкопленочные датчики