imec展示超构表面集成QDPD技术，推动紧凑型SWIR传感器发展
在近日举行的IEEE国际电子器件会议（IEDM 2025）上，半导体研发创新中心imec展示了其在300毫米CMOS试验线上集成胶体量子点光电二极管（QDPD）与超构表面的技术成果。这一突破性进展为短波红外（SWIR）光谱传感提供了可扩展的微型化平台，显著提升了高分辨率光谱成像的经济可行性。
短波红外传感迈入新阶段
短波红外传感器的独特优势在于其可以探测超出可见光范围的波长，从而揭示人眼无法察觉的细节。这类传感器能穿透诸如塑料和织物等材料，在雾霾、烟雾等复杂环境中实现清晰成像。然而，传统SWIR传感器制造成本高、体积大，限制了其广泛应用。
量子点图像传感器作为SWIR领域的新兴技术，凭借低成本和高分辨率的特性成为潜在替代方案。然而，此前这类传感器仅限于宽带成像，无法满足光谱分析需求。
imec通过将胶体量子点光电二极管与超构表面集成，成功突破了这一局限。胶体量子点是一种纳米级半导体材料，具有可调谐的红外波长吸收能力；而超构表面则是由纳米结构构成的超薄层，能够精细调控光的传播特性。两者的结合，配合与CMOS兼容的制造工艺，为高分辨率、微型化的SWIR光谱探测器提供了一个可扩展的平台。
imec研发项目负责人Vladimir Pejovic指出，该技术的核心在于其可扩展性。传统QD图像传感器需为不同波长设计复杂的光电二极管结构，过程繁琐且成本高昂。而imec的新方案将复杂性转移到CMOS层，利用超构表面调节光谱响应，而非重构光电二极管结构，从而为定制化高分辨率SWIR光谱传感器铺平道路。
这一进展有望在安防、农业、汽车和航空航天等领域催生新应用，推动传感器技术的进一步发展。
多方协作加速技术转化
此次突破得益于imec在量子点成像、超构表面设计和光谱成像领域的深厚积累。当前，团队正致力于将该技术从实验室阶段推向小批量试产，并最终实现量产。
imec产品组合经理Pawel Malinowski表示，目标是将这项技术转化为可被行业广泛应用的平台。公司正积极寻求合作伙伴，共同开发定制化图像传感器和集成系统，并在实际应用场景中验证其性能。
结合imec在光谱技术、QD材料与CMOS先进工艺方面的专长，以及各行业应用需求，项目有望加速下一代短波红外传感器的落地，推动传感与成像技术的革新。
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资料来源：IMEC