تقوم SK Hynix بتطوير SPAD مقاس 40 نانومتر لاستشعار القرب بالليزر

في الآونة الأخيرة، تعاون فريق بحث من المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا (KIST) وSK Hynix لتطوير صمام ثنائي فوتون أحادي الانهيار (SPAD) قصير المدى بنجاح استنادًا إلى عملية مستشعر صور CMOS بإضاءة خلفية تجارية مقاس 40 نانومتر لأول مرة. يتمتع هذا المستشعر عالي الأداء بقدرة ممتازة على اكتشاف الفوتونات الفردية ويمكن تطبيقه في برامج المستخدم لتحقيق التعرف الدقيق على الأجسام ذات مستوى المليمتر.
كان تطوير جهاز SPAD، وهو جهاز استشعار متقدم قادر على اكتشاف الفوتونات المفردة، صعبًا للغاية. في السابق، نجحت شركة Sony اليابانية فقط في تسويق SPAD LIDAR وزودت شركة Apple بمنتج يعتمد على عملية مستشعر صور CMOS بإضاءة خلفية مقاس 90 نانومتر. على الرغم من أن تصميم SPAD من سوني يتفوق على الأجهزة ذات الإضاءة الخلفية المذكورة في الأدبيات من حيث الكفاءة، إلا أن أداء توقيته المتقلب الذي يتراوح بين 137 إلى 222 ps يفشل في تلبية احتياجات تطبيقات LiDAR قصيرة ومتوسطة المدى في تحديد هوية المستخدم، والتعرف على الإيماءات، والتعرف الدقيق على الشكل. .
ولمعالجة هذه المشكلة، قام فريق بقيادة الدكتور ميونغ جاي لي من معهد أشباه الموصلات بعد السيليكون (معهد أشباه الموصلات بعد السيليكون) بتطوير عنصر استشعار جديد أحادي الفوتون بالتعاون الوثيق مع SK Hynix. يعمل هذا العنصر على تحسين أداء ارتعاش التوقيت بشكل كبير إلى 56 ps، مع زيادة دقة المسافة إلى حوالي 8 ملم. يُظهر هذا الاختراق إمكانات كبيرة في مجال عناصر مستشعر LiDAR قصيرة ومتوسطة المدى.
ومن الجدير بالذكر أن المنتج تم تطويره بناءً على عملية أشباه الموصلات ذات الإنتاج الضخم، وعملية مستشعر الصور CMOS ذات الإضاءة الخلفية مقاس 40 نانومتر، وبالتالي من المتوقع أن يتم توطينها وتسويغها بسرعة. ولا يوضح هذا الإنجاز قوة كوريا الابتكارية في مجال تكنولوجيا أشباه الموصلات فحسب، بل يدعم أيضًا القدرة التنافسية لأنظمة أشباه الموصلات من الجيل التالي، وهي صناعة استراتيجية لكوريا.
وعلق ميونغ جاي لي، الباحث الرئيسي في KIST، قائلاً: "إذا قمنا بتسويق جهاز LiDAR لأشباه الموصلات ومستشعر الصور ثلاثي الأبعاد كتقنيات أساسية، فسيتم تعزيز القدرة التنافسية لكوريا في سوق أشباه الموصلات العالمية بشكل كبير". وقد أدى هذا الإنجاز المهم في مجال البحث والتطوير إلى إعادة تنشيط ريادة كوريا في صناعة أشباه الموصلات العالمية.