復旦大學在新型半導體光電和圖像傳感器領域取得系列創新成果，可大幅降低圖像傳感器的復雜度
2019-10-12 09:38:07 EETOP只對波長敏感的光電探測器
萬景與微電子學院研究員包文中合作，將新穎的半導體器件機理與新型二維材料結合，研發出具有特殊功能的多種新型半導體光電探測器。成果發表于《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）。
傳統光電探測器對光強敏感，輸出電流或電壓受光強調控。而萬景率先提出一種基于多個光電柵極的新型探測器結構。通過結合多光電柵極調控的新器件機理和新型二維材料的特殊光電吸收特性，其團隊成功實現了一種只對波長敏感的光電探測器。由于新型探測器獨特的波長敏感特性，在頻譜分析，波長校準，熒光檢測和火焰溫度探測等領域都具有巨大的應用潛力。
此外，由萬景發明新型的界面耦合光電探測器（ICPD）首次將絕緣層上硅中獨特的界面耦合效應用于大幅增強光電探測靈敏度。其團隊進一步將此機理應用于絕緣層上硅/二維材料的異質器件中，實現了響應頻譜調控功能，相關成果發表于《IEEE電子器件快報》（IEEE Electron Device Letters），器件可應用于多波段光電探測成像。
在圖像傳感器領域，傳統的CMOS圖像傳感器使用主動像素陣列作為核心傳感部件。為了實現主動像素的光電轉換，電荷積分，信號放大和隨機選通的功能，每個像素單元中需要使用多個元件。這造成其結構復雜，集成密度和量子效率低下。萬景在絕緣層上硅的襯底中發現了其獨特的襯底深耗盡物理效應并應用于圖像傳感，發明新型原位光電子傳感器（PISD）。此后，其與信息科學與工程學院教授蔣玉龍合作，進一步基于先進大規模集成電路制造工藝成功實現該器件。相關成果作為雜志封面報道發表于《IEEE電子器件快報》（IEEE Electron Device Letters）。審稿人將之評價為“圖像傳感領域的革命性創新”。
PISD成功地將主動像素傳感的所有功能集成在單個晶體管中，實現了單晶體管主動像素，可大幅降低圖像傳感器的復雜度并提高其效率。圖像傳感器在軍民領域的市場價值巨大，PISD是我國完全自主創新的圖像傳感核心器件，對于我國打破該領域的國外壟斷地位具有重大的戰略意義和經濟價值。
