中国科学院微电子研究所重点实验室与中国科学技术大学合作,首次实现基于超宽禁带半导体材料Ga2O3的背照式主动紫外图像传感器阵列,并在极弱光照条件下实现了成像。

Ga2O3深紫外图像传感器研究取得进展

紫外成像在航天与医疗等领域颇具应用价值。目前,高性能、低成本的紫外成像芯片难以获得。同时,基于Ⅲ-Ⅴ/Ⅱ-Ⅵ等宽禁带半导体的紫外探测器难以与Si基读出电路实现大规模集成,这限制了高性能紫外成像芯片的制造与应用。

氧化镓是一种无机化合物,化学式为Ga2O3。别名三氧化二镓,是一种宽禁带半导体,其导电性能和发光特性长期以来一直引起人们的注意。Ga2O3是一种透明的氧化物半导体材料,在光电子器件方面有广阔的应用前景 ,被用作于Ga基半导体材料的绝缘层,以及紫外线滤光片,它还可以用作O2化学探测器。

研究采用CMOS工艺兼容的IGZO TFT驱动Ga2O3紫外探测器,实现单片集成32×32紫外成像阵列。IGZO TFT器件表现出极低的漏电和驱动能力以及在正负偏压下良好的稳定性。Ga2O3探测器具有极低的噪声,对紫外光表现出极高的灵敏度,可实现对低至1pW/cm2的紫外光进行探测。

通过外围电路进行信号读取和处理,该图像传感器实现了在弱光下的成像应用。该成果为基于Ⅲ-Ⅴ/Ⅱ-Ⅵ等材料的可扩展、高密度图像传感器集成与应用提供了新的思路和解决方法。

来源:中国科学院

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