SK海力士开发了用于近距离激光传感的40nm SPAD

2024-02-21 09:44

近日，韩国科学技术研究院（KIST）与SK海力士的研究团队携手，首次成功开发出一种基于商用40nm背光CMOS图像传感器工艺的短距离单光子雪崩二极管（SPAD）。这种高性能传感器具有出色的探测单光子能力，可应用于用户程序中，实现对毫米级别物体的精确识别。

SPAD作为一种能够探测单个光子的先进传感器，其开发难度极大。此前，仅有日本索尼公司成功将SPAD激光雷达商业化，并基于90nm背照CMOS图像传感器工艺为苹果公司提供了产品。尽管索尼的SPAD设计在效率上优于文献中报道的背光设备，但其137~222ps的定时抖动性能却无法满足短距离和中距离激光雷达应用在用户识别、手势识别和精确形状识别方面的需求。

为了解决这一问题，由后硅半导体研究所（the Post-Silicon Semiconductor Institute）Myung-Jae Lee博士领导的团队，与SK海力士紧密合作，共同研发出了一种新型单光子传感器元件。这款元件将定时抖动性能显著提升至56ps，同时距离分辨率也提高到了约8毫米。这一突破在中短距离激光雷达传感器元件领域展现出了巨大的潜力。

值得一提的是，该产品是基于大规模生产的半导体工艺——40纳米背光CMOS图像传感器工艺进行开发的，因此预计能够迅速实现国产化和商业化。这一成果不仅展示了韩国在半导体技术领域的创新实力，更为韩国战略产业下一代系统半导体的竞争力提供了有力支撑。

KIST首席研究员Myung-Jae Lee对此表示：“如果我们将这种半导体激光雷达（LiDAR）和3D影像传感器作为核心技术进行商业化推广，韩国在全球半导体市场的竞争力将得到极大提升。”这一重要研发成果为韩国在全球半导体产业中的领导地位注入了新的活力。