コロイド量子ドット(CQD)イメージセンサーの商品化には、およそ20年の研究開発を要した。CQDをフォトルミネセンスモードで使用する他のすべての現行製品とは対照的に、エレクトロアクティブデバイスでCQDを使用する初の商用製品である。
まず、なぜ量子ドットなのか。量子ドットの粒径を調整することで、波長1000nmから2500nmの近赤外域を吸収することができます。下のスライドは、この量子ドットが近赤外、可視、紫外領域で同時に吸収することを示しています。
次に、なぜ量子ドット+シリコンなのか? 最先端のイメージング技術がシリコンをベースにしているのは明らかです。しかし、シリコンは近赤外や紫外には感度がありません。そのため、InGaAsやSiGeのセンサーがこの市場を担ってきました。しかし、これらは高価であり、シリコン読み出し回路(ROIC)との異種混載により、複雑さが増し、ピクセルサイズやピッチに制限が生じますが、Cu-Cuボンディングの進歩により、この状況は変わっていくでしょう。
下のスライドに示すように、QDは300mmシリコンウェハーの上にスピンコーティングすることができます。単一のPbS QDは、リガンドマトリックスとQD薄膜に形成されます。この薄膜から、上下の電極を持つQF(量子膜)フォトダイオードが形成される(幅広い光のスペクトルに対して透明である必要がある)。この量子膜フォトダイオードは、上面照射型イメージセンサーのBEOLの上に形成される。そして、QD層とイメージセンサーの接続にはCuビアを使用する。
シリコンイメージセンサー技術をNIR/SWIR領域に導入することに加え、QD技術は100%の充填率を実現し、複雑なグローバルシャッターピクセル(フォトダイオードのために大きなスペースを必要とする)の縮小に貢献することができる。
11 月 30 日~12 月 1 日に開催される TechBlick の Quantum Dot and microLED conference で発表されるこの研究では、ST の Jonathan Steckel が、300mm ウェハで 1.62 ~ 2.2um のピクセル・ピッチが実証されたことを示し、最先端技術の概要を説明します。量子効率(QE)は 60% 以上(940-1400nm)です。
11月30日から12月1日にかけて、ジョナサンや他の多くのワールドクラスのスピーカーと一緒に、TechBlickのインタラクティブなエンゲージメントプラットフォームでオンライン参加することができます。 これ [This is automatically translated from English]