IR Tech Breakthrough は生体認証、コンピュータ ビジョン アプリケーションを提供します

2023 年 8 月 25 日

ベルギーのハイテク企業 IMEC は、赤外光のコスト効率の高いイメージングを可能にする薄膜センサー用のピンダイオード構造を開発しました。 同社は、自動運転車の IR カメラやスマートフォンの顔スキャンカメラなどの分野でアプリケーションを提供していると述べています。

IMEC の革新的なアプローチには、読み出し回路内にピン付きフォトダイオード (PPD) として知られる特殊な構造を組み込むことにより、薄膜ベースのイメージ センサーの機能を強化することが含まれます。 この進歩には、短波長赤外線 (SWIR) 量子ドット光検出器とインジウム ガリウム 亜鉛酸化物 (IGZO) 薄膜トランジスタという 2 つの異なるコンポーネントを組み合わせることが必要です。

短波長赤外線 (SWIR) 量子ドット光検出器は、短波長赤外線スペクトルの光を検出して捕捉するためにイメージング技術で使用される特殊なコンポーネントです。 SWIR スペクトルは人間の目に見える波長よりもわずかに長い波長を含んでおり、暗視、リモート センシング、医療用画像などのさまざまな用途にとって重要な範囲となっています。

一方、量子ドットは、独特の光学特性を持つナノスケールの半導体粒子です。 量子ドットを光検出器に組み込むと、光を吸収して電気信号に変換できます。 量子ドット光検出器には、特定の波長の光に対して高感度であるという利点があり、より正確な検出と向上したイメージング機能が可能になります。

一方、酸化インジウムガリウム亜鉛 (IGZO) 薄膜トランジスタは、電子回路の電流の流れを制御するために使用される半導体デバイスの一種です。 これは、インジウム、ガリウム、亜鉛の酸化物を組み合わせた、IGZO と呼ばれる化合物半導体材料の薄層で構成されています。 IGZO 薄膜トランジスタは、液晶ディスプレイ (LCD)、有機発光ダイオード (OLED)、タッチスクリーンなどのさまざまなディスプレイ技術で一般的に使用されています。 IGZO 薄膜トランジスタは、低消費電力、高い透明性、柔軟性で知られています。

これらの要素が統合されて PPD ピクセルが形成されます。 得られたアレイは、相補型金属酸化膜半導体 (CMOS) 読み出し回路を使用して、薄膜 SWIR イメージ センサーにシームレスに統合されます。

この成果を注目に値するのは、従来の 3T センサーの 1000e- を超える大幅に高いノイズ レベルと比較して、読み出しノイズが 6.1e- (小さな電子ユニット) まで大幅に低減されたことです。 このノイズの低減により、パフォーマンスが大幅に向上しました。

プロジェクトリーダーのニコラス・パパドプーラス氏は、この種のものとしては初のプロトタイプにより、「ノイズ、歪み、干渉が少なく、より正確で詳細な」赤外線画像の撮影が可能になったと述べている。

彼のチームのプロジェクトは、Nature Electronics の 2023 年 8 月号に、「モノリシック薄膜イメージ センサー用のピン付きフォトダイオード」という論文タイトルで詳しく記載されています。

出典: プリンテッド エレクトロニクス

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2023 年 8 月 25 日 – FindBiometrics 編集チームによる

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