El silicio, sin modificaciones en el chip como el aislamiento en zanjas profundas, no suele ser tan sensible al NIR. Esto significa que en algunos casos se utilizan materiales alternativos como InGaAs o Ge. Los semiconductores orgánicos han dado excelentes resultados, con un 65% de EQE en NIR. El silicio, incluso modificado, tiene dificultades para alcanzar este nivel de rendimiento.
En general, el silicio no es muy sensible al NIR. Por ello, se están desarrollando muchos enfoques para hacerlo sensible a las RNI.
Uno de estos enfoques es el desarrollo de sensores híbridos que consisten en puntos orgánicos o cuánticos sobre un ROIC (circuito de lectura) de Si CMOS especialmente diseñado.
En este tipo de enfoques, la EQE no suele ser alta, sino que ronda el 20%. En el caso de este desarrollo, demostrado por Raynergy Tek, una empresa de materiales avanzados de Taiwán centrada principalmente en fotodetectores orgánicos y fotovoltaicos orgánicos, la EQE ha alcanzado el 65% a 940 nm.
La estructura del dispositivo se muestra a continuación. Por supuesto, hasta donde yo sé, parece que se trata de células de héroe fabricadas sobre un sustrato de vidrio.
Todavía están muy lejos de una verdadera solución procesada orgánica en un generador de imágenes híbrido CMOS con una resolución de VGA y superior.
Para conseguirlo, todavía se necesitarán muchos desarrollos, incluyendo el desarrollo de un ROIC especial, el desarrollo de un proceso para fundir (o depositar de otro modo) toda la pila de OPD en el ROIC CMOS, modelarlo sin pérdida de EQE, asegurar la estabilidad, etc.
No obstante, se trata de un demostrador fantástico que muestra el potencial.
En las siguientes entradas hablaré de otros enfoques para la detección NIR e incluso SWIR, empezando por los enfoques de silicio completo y luego pasando por los enfoques híbridos QD u orgánicos-CMOS. Si tenemos la oportunidad, también destacaremos algunas innovaciones en la tecnología InGaAs-on-Silicon que está superando las limitaciones tradicionales de este enfoque, por ejemplo, el gran tamaño de los píxeles por encima de 10um.
Por supuesto, debemos subrayar aquí que estos OPDs NIR orgánicos no tienen por qué utilizarse necesariamente en una estructura CMOS híbrida. Pueden ser sensores NIR independientes o incluso de gran superficie. Sin embargo, los resultados en sustratos flexibles o en formatos de sensores de gran superficie, incluidos los de matriz activa, están aún por anunciar.
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