Революционный чип снижает стоимость инфракрасных датчиков на 99% и открывает новые горизонты для смартфонов

Китайские исследователи разработали метод изготовления матриц фотоприемников для коротковолновых инфракрасных датчиков, используя те же стандартные процессы, которые используются при производстве процессоров смартфонов. Эта технология может снизить стоимость этих чипов с нескольких тысяч долларов до примерно 10 долларов за штуку и обеспечить массовое производство бытовой электроники и беспилотных транспортных средств с использованием методологии, ранее доступной только для военных спутников и систем наведения ракет.

Традиционные коротковолновые инфракрасные (SWIR) микрочипы изготавливаются из арсенида индия-галлия, дорогого и сложного для внедрения в массовое производство полупроводникового материала. Отдельный чип может стоить от нескольких сотен до тысяч долларов. Команда Сианьского университета заменила арсенид индия-галлия на кремний-германий (SiGe), который совместим со стандартными КМОП-технологиями, сообщает IE.

Но кристаллические решетки кремния и германия различаются на 4,2%, что приводит к дефектам границ, интерференции и снижению чувствительности детектора. Исследователи решили эту проблему, введя между материалами буферные слои, чтобы постепенно адаптироваться и снизить плотность дефектов. Последующая термообработка и химическая пассивация поверхности герметизируют чип, предотвращают утечку тока и предотвращают потерю чувствительности.

Этот подход демонстрирует высокую эффективность обнаружения и шумовые характеристики, сравнимые и превосходящие лучшие мировые разработки. По словам разработчиков, метод позволяет производить SWIR-детекторы по той же технологии и по той же цене, что и чипы для смартфонов.

Снижение цены с 1000 до 10 долларов фундаментально меняет экономику дронов, спутниковой съемки и головок самонаведения, позволяя устанавливать всепогодные датчики на платформы, где раньше это было невозможно. В гражданских приложениях технология позволит автопилотам работать в тумане и дожде, системам заводского контроля — просматривать упаковку, а смартфонам — делать снимки в полной темноте без вспышки.