imec展示集成超构表面的胶体量子点光电二极管，推动短波红外传感器微型化发展
在最近举行的IEEE国际电子器件会议（IEDM 2025）上，比利时先进半导体研发机构imec展示了其最新研究成果：基于300毫米CMOS试验线开发的胶体量子点光电二极管（QDPD）与超表面集成的创新方案。这一技术突破为构建微型化、低成本且高性能的短波红外（SWIR）光谱传感器铺平了道路，为光谱成像技术开辟了新的可能性。
短波红外传感的新路径
短波红外传感器在可见光之外探测波长，使其具备穿透特定材料（如塑料和织物）的能力，并在复杂环境如烟雾或雾霾中实现成像。但传统SWIR传感器受限于高成本、大体积和复杂的制造工艺，应用场景相对局限。
量子点图像传感器作为新兴SWIR技术，具备成本低、分辨率高的优势，然而当前多以宽带模式运行，难以实现光谱级的精细探测。
imec此次通过在CMOS兼容工艺中集成胶体量子点光电二极管与超表面，成功解决了这一瓶颈。胶体量子点可被调谐以吸收特定红外波长，而超表面作为一种纳米级平面光学结构，能够精准控制光的传播与传感响应。将这两种技术融合，imec构建了一个微型化且可扩展的SWIR光谱探测平台，为高分辨率、低成本传感器的制造奠定了基础。
imec的研发项目负责人Vladimir Pejovic指出，该技术的最大亮点在于其高度可扩展性。传统方案中，每次调整探测波长都需要重新构建光电二极管层，过程既繁琐又昂贵。
而imec的解决方案则将复杂性转移到CMOS层面，利用超表面实现光谱响应的灵活调节，而不必改动光电二极管的结构。这种设计不仅简化了制造流程，还为安防、农业、汽车、航空航天等多个领域提供了定制化光谱传感的新可能。
跨学科协作推动技术转化
此次突破依托于imec在量子点成像、平面光学与光谱成像三大领域的深厚技术积累。目前，该技术已从概念验证阶段迈向小批量生产阶段，最终目标是实现大规模商业化。
imec产品组合经理Pawel Malinowski表示，团队正积极寻求合作伙伴，共同推动该技术的进一步发展。“我们的目标是将这一创新构建为一个行业可用的平台。我们希望与合作伙伴一起开发定制化的图像传感器与集成器件，并在实际应用场景中验证其性能。”
通过结合imec在光谱分析、量子点材料和先进CMOS制造工艺方面的专长，并与不同行业应用相结合，该技术有望加速迈向量产，并为下一代SWIR传感器的市场部署奠定基础。imec表示，期待与更多行业伙伴携手，共同推动传感与成像技术的持续演进。
更多详情请访问：超表面与胶体量子点光电二极管的集成，实现简易光谱传感器。访问：iedm25.mapyourshow.com/8_0/ses … s.cfm?ScheduleID=380
信息来源：IMEC