单片CMOS图像传感器让CMOS和半导体结合成为可能

本文摘要：硅基CMOS技术是当今大多数电子产品倚赖的主要技术。然而，为了电子行业的更进一步发展，新技术必需研发具备能将CMOS与其他半导体器件构建的能力。欧洲仅次于的一项研究计划石墨烯旗舰项目(GrapheneFlagship)，即以10亿欧元的支出将实验室石墨烯改向市场，参予市场化竞争。 现在，来自巴塞罗那光电科学研究所ICFO的石墨烯旗舰项目研究人员，声称早已可以将石墨烯统合到CMOS集成电路中。这项工作在“NaturePhotonics”上公开发表。

硅基CMOS技术是当今大多数电子产品倚赖的主要技术。然而，为了电子行业的更进一步发展，新技术必需研发具备能将CMOS与其他半导体器件构建的能力。欧洲仅次于的一项研究计划石墨烯旗舰项目(GrapheneFlagship)，即以10亿欧元的支出将实验室石墨烯改向市场，参予市场化竞争。

现在，来自巴塞罗那光电科学研究所ICFO的石墨烯旗舰项目研究人员，声称早已可以将石墨烯统合到CMOS集成电路中。这项工作在“NaturePhotonics”上公开发表。该团队将石墨烯CMOS器件与量子点结合，以构成一个阵列的光电探测器，产生高分辨率图像传感器。

当成数码相机用于时，该设备需要同时感测紫外光、红外线和红外光。科学家们说道，这只是这个器件有可能应用于的一个例子，也有可能应用于在微电子学、传感器阵列和较低功率光子学。

ICFO的ICREA教授FrankKoppens评论说道：“这种单片CMOS为基础的图像传感器的发展是一个里程碑，因为他们是低成本、具备高分辨率宽带而且低光谱光学的系统。他补足说道：“一般来说，石墨烯CMOS技术将需要构建大量应用于，范围还包括安全性、安保、低成本微型智能手机照相机、消防系统、被动夜视仪和夜间监控摄像头、汽车传感器系统、医疗光学应用于以及食品和药品检验到环境监测。”这些结果是由石墨烯旗舰项目合作伙伴Graphenea(西班牙石墨烯供应商)和ICFO在石墨烯旗舰项目的光电工程包中展开合作构建的。通过用于分层和图案化方法在CMOS晶片上创立混合石墨烯和量子点系统，该项目团队声称通过非常简单的方案解决问题了一个简单的问题：首先沉积石墨烯，然后图案化以定义像素形状，最后加到一层PbS胶体量子点。

该系统的光号召基于光门效应，其起始自量子点层吸取光并将其作为光生空穴或电子移往到石墨烯，由于产生在两个像素触点之间的偏置电压使得它们循环往复。之后通过石墨烯电导率的变化来感觉测光信号，由于石墨烯的高电荷迁移率，使得此器件具备高灵敏度。StijnGoossens研究员评论说道：“构建这种石墨烯-量子点CMOS图像传感器不必须简单的材料处置或生长工艺。在室温和环境条件下，制取非常简单且价格低廉，这意味著生产成本的大幅度降低。

更加最重要的是，由于其性能可以精彩构建到柔性基板以及CMOS型集成电路上。这项研究的商业用途以及光学和传感技术的创造力现在正在ICFO的Launchpad孵化器中探寻。科学技术官兼任石墨烯旗舰项目管理小组主席AndreaFerrari教授补足说道：“石墨烯与CMOS技术的融合是未来石墨烯转入消费电子产品的基石，这一工作确切地指出了这种方法的可行性。

旗舰项目对石墨烯的系统级统合展开了大量投资，并将随着技术和创意路线图的大大发展之后减小投放。

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