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        綜合新聞

        微電子所在Ga2O3深紫外圖像傳感器領域取得重要進展

        稿件來源:重點實驗室 覃愿、張康瑋 發布時間:2022-07-04

          紫外成像在軍事,航天,醫療等領域具有廣泛用途。但高性能、低成本的紫外成像芯片目前還難以獲得。且基于Ⅲ-/-Ⅵ等寬禁帶半導體的紫外探測器難以與Si基讀出電路實現大規模集成,這限制了高性能紫外成像芯片的制造與應用。 

          針對上述問題,微電子所重點實驗室科研人員首次實現基于超寬禁帶半導體材料Ga2O3的背照式主動紫外圖像傳感器陣列,并在極弱光照條件下實現了成像。研究人員采用CMOS工藝兼容的IGZO TFT驅動Ga2O3紫外探測器,實現單片集成32×32紫外成像陣列。IGZO TFT器件表現出極低的漏電和驅動能力,以及在正負偏壓下良好的穩定性。Ga2O3探測器具有極低的噪聲,對紫外光表現出極高的靈敏度,能夠實現對低至1pW/cm2的紫外光進行探測。通過外圍電路進行信號讀取和處理,該圖像傳感器實現了在弱光下的成像應用。該工作為基于-/-等材料的可擴展、高密度圖像傳感器集成與應用提供了新的思路和解決方法。 

          基于該成果的文章“First Demonstration of High-Sensitivity (NEP<1fW·Hz-1/2) Back-Illuminated Active-Matrix Deep UV Image Sensor by Monolithic Integration of Ga2O3 Photodetectors and Oxide Thin-Film-Transistors”入選2022 VLSI。微電子所覃愿博士為第一作者,陸叢研助理研究員和余兆安高級工程師為共同一作,中科大龍世兵教授和微電子所李泠研究員為通訊作者。 

         

        1. 單片集成1T1PD圖像傳感器結構圖

        2. 該工作與其他已報道的深紫外探測器性能對比 

        3.單片集成Ga2O3紫外成像系統 

        4. 基于Ga2O3 PD/IGZO TFT圖像傳感器在不同強度深紫外光照下的成像情況

        附件:
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