Le silicium n'est généralement pas très sensible au proche infrarouge, à moins d'une modification de la puce telle qu'une isolation par tranchée profonde. Cela signifie que dans certains cas, des matériaux alternatifs tels que l'InGaAs ou le Ge sont déployés. Les semi-conducteurs organiques ont maintenant montré d'excellents résultats avec 65% d'EQE au NIR. Le silicium, même modifié, peine à atteindre ce niveau de performance.
Le silicium n'est généralement pas très sensible au proche infrarouge. C'est pourquoi de nombreuses approches sont développées pour le rendre sensible au proche infrarouge.
L'une de ces approches consiste à développer des capteurs hybrides composés de points organiques ou quantiques sur un circuit de lecture (ROIC) Si CMOS spécialement conçu.
Dans ce type d'approche, l'EQE n'est généralement pas élevé et tourne autour de 20 %. Dans le cas de ce développement, démontré par Raynergy Tek, une société taïwanaise spécialisée dans les matériaux avancés, qui se concentre principalement sur les photodétecteurs organiques et les photovoltaïques organiques, l'EQE atteint 65 % à 940 nm.
La structure du dispositif est présentée ci-dessous. Bien sûr, à ma connaissance, il s'agit de cellules héroïques fabriquées sur un substrat de verre.
Elles sont encore loin d'une véritable solution d'imagerie hybride organique sur CMOS avec une résolution de VGA et plus.
Pour y parvenir, de nombreux développements seront encore nécessaires, notamment la mise au point d'un ROIC spécial, le développement d'un processus permettant de couler (ou de déposer d'une autre manière) l'ensemble de la pile OPD sur le ROIC CMOS, la structuration sans perte d'EQE, la garantie de la stabilité, etc.
Néanmoins, il s'agit d'un démonstrateur fantastique, qui montre le potentiel.
Dans les prochains articles, j'aborderai d'autres approches de la détection NIR et même SWIR, en commençant par des approches entièrement en silicium, puis en allant vers des approches hybrides QD- ou organiques-CMOS. Si nous en avons l'occasion, nous mettrons également en lumière certaines innovations dans la technologie InGaAs-on-Silicon qui permet de surmonter les limites traditionnelles de cette approche, par exemple la taille des pixels supérieure à 10 um.
Bien sûr, nous devons souligner ici que ces OPD NIR organiques ne doivent pas nécessairement être utilisés dans une structure CMOS hybride. Il peut s'agir de capteurs NIR autonomes ou même de capteurs à grande surface. Cependant, les résultats sur des substrats flexibles ou dans des formats de capteurs de grande surface, y compris ceux à matrice active, doivent encore être annoncés.
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