Сверхбыстрые сенсоры за 25 микросекунд: в России разработали инновационную пленку

Специалисты Южно-Уральского государственного университета разработали передовую методику создания фоточувствительных плёнок, способную стать фундаментом для выпуска высокоскоростных датчиков и фотоприёмников, интегрируемых непосредственно в кремниевые кристаллы.

Инновация заключается в применении методов магнетронного распыления и электронно-лучевого испарения в вакуумной среде. Благодаря этому авторам удалось получить фоторезистивные структуры толщиной от 50 до 500 нанометров с прецизионным содержанием кадмия. Важным преимуществом разработки является её полная совместимость со стандартными процессами изготовления кремниевых микросхем.

Наиболее эффективными оказались образцы с 4-процентной концентрацией кадмия, нанесённые на кремниевую основу методом магнетронного распыления. Данные материалы показали выдающуюся светочувствительность и поразительное быстродействие — время отклика составило всего 25 микросекунд, при этом разница в сопротивлении между «тёмным» и «светлым» состояниями достигала пятикратного значения.

Эксперты поясняют, что при взаимодействии тонкоплёночного слоя с кремнием возникает специфический гетеропереход, значительно усиливающий фотоэлектрический отклик. Это открывает перспективу внедрения подобных элементов в архитектуру современных чипов без необходимости радикальной модернизации существующих производственных линий.

Потенциал данной технологии огромен: она применима в создании датчиков пламени, детекторов лазерного излучения, а также в сложных оптоэлектронных системах и устройствах контроля. Кроме того, варьирование доли кадмия в составе позволяет адаптировать рабочую область сенсоров под конкретные спектральные диапазоны — от видимого синего света до ближнего ИК-излучения.

По оценкам разработчиков, предложенный подход станет мощным драйвером для создания нового класса фоточувствительных компонентов, гармонично дополняющих современную полупроводниковую микроэлектронику.

Источник: iXBT