更优异的CMOS传感器-超薄有机物薄膜

数码相机最重要的部件就是用于成像的光电传感器。传感器可以将光学的信号转换成为电信号,然后才会有图像在相机上显示出来。

许多便携式相机或者手机的相机都采用利用CMOS(互补型金属氧化物集成电路制造工艺)技术制造的硅基成像传感器。德国慕尼黑技术大学的Paolo Lugli教授和Daniela Baierl博士发展了一种低成本的方法,可以提高这类CMOS传感器的性能。他们的方法正是利用了一种由有机化合物,也就是我们常说的塑料制成的超薄薄膜。

这项工作最困难的地方在于如何将塑料溶液涂到成像传感器的表面。研究人员尝试了旋涂和喷涂方法,比较它们的成本和精确性。他们的目的是在表面制备一层几百纳米厚的光滑的塑料薄膜。最终喷涂被选为最有效的方法。

实验证明,有机传感器较传统的CMOS传感器具有更高的光敏感特性(最高达3倍)。其制备过程不需要CMOS传感器所需要的复杂工艺,例如应用微透镜来增强光的捕获。传感器的每个像素以及电子器件都被涂上了一层高分子溶液,大幅提高了光敏感度。低噪音和高帧率(画面更新率)也使得有机传感器更适合于在相机中应用。

有机传感器的另一个优势是通过调整化合物的成分,我们可以有选择地吸收某一波段的光线。例如PCBM和P3HT高分子非常适合吸收可见光。其他有机化合物,例如方酸菁染料,则对近红外的光线比较敏感。“通过选择合适的有机化合物,我们可以发展一些新的产品,替代目前比较昂贵的传统传感器”,德国慕尼黑技术大学纳米电子学教授,Paolo Lugli解释说。“未来,有机红外传感器可以用于司机夜间驾驶的辅助设备,或者便携相机以及手机相机。但目前,如何获得合适的有机高分子仍是最主要的困难”。