SK Hynix phát triển SPAD 40nm cho cảm biến laser tiệm cận

Gần đây, một nhóm nghiên cứu từ Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (KIST) và SK Hynix lần đầu tiên đã bắt tay phát triển thành công diode quang tuyến đơn photon (SPAD) tầm ngắn dựa trên quy trình cảm biến hình ảnh CMOS chiếu hậu 40nm thương mại. Cảm biến hiệu suất cao này có khả năng tuyệt vời trong việc phát hiện các photon đơn lẻ và có thể được áp dụng trong các chương trình người dùng để đạt được khả năng nhận dạng chính xác các vật thể ở cấp độ milimet.
SPAD, một cảm biến tiên tiến có khả năng phát hiện các photon đơn lẻ, cực kỳ khó phát triển. Trước đây, chỉ có Sony của Nhật Bản thương mại hóa thành công SPAD LIDAR và cung cấp cho Apple sản phẩm dựa trên quy trình cảm biến hình ảnh CMOS chiếu hậu 90nm. Mặc dù thiết kế SPAD của Sony vượt trội hơn các thiết bị có đèn nền được báo cáo trong tài liệu về mặt hiệu quả, nhưng hiệu suất biến động thời gian ở mức 137~222 ps của nó không đáp ứng được nhu cầu của các ứng dụng LiDAR tầm ngắn và trung bình trong nhận dạng người dùng, nhận dạng cử chỉ và nhận dạng hình dạng chính xác. .
Để giải quyết vấn đề này, một nhóm do Tiến sĩ Myung-Jae Lee thuộc Viện Bán dẫn Hậu Silicon (Viện Bán dẫn Hậu Silicon) dẫn đầu đã phát triển một phần tử cảm biến photon đơn mới với sự hợp tác chặt chẽ với SK Hynix. Phần tử này cải thiện đáng kể hiệu suất biến động thời gian lên 56 ps, đồng thời tăng độ phân giải khoảng cách lên khoảng 8 mm. Bước đột phá này cho thấy tiềm năng lớn trong lĩnh vực cảm biến LiDAR tầm ngắn và tầm trung.
Đáng chú ý là sản phẩm được phát triển dựa trên quy trình bán dẫn sản xuất hàng loạt, quy trình cảm biến hình ảnh CMOS chiếu hậu 40nm nên dự kiến ​​sẽ nhanh chóng được bản địa hóa và thương mại hóa. Thành tích này không chỉ thể hiện sức mạnh đổi mới của Hàn Quốc trong lĩnh vực công nghệ bán dẫn mà còn hỗ trợ khả năng cạnh tranh của hệ thống bán dẫn thế hệ tiếp theo, một ngành công nghiệp chiến lược của Hàn Quốc.
Myung-Jae Lee, Nhà nghiên cứu chính tại KIST, nhận xét: "Nếu chúng tôi thương mại hóa cảm biến hình ảnh 3D và LiDAR bán dẫn này làm công nghệ cốt lõi, khả năng cạnh tranh của Hàn Quốc trên thị trường bán dẫn toàn cầu sẽ được nâng cao đáng kể." Thành tựu R&D quan trọng này đã tiếp thêm sinh lực cho vị thế dẫn đầu của Hàn Quốc trong ngành bán dẫn toàn cầu.