Kwantumdots steken CCD en CMos naar de kroon

De start-up Invisage claimt een cameratechnologie in handen te hebben die CCD- en CMos-sensoren overbodig maakt. Het Californische bedrijfje gebruikt een vanuit suspensie opgebrachte film van kwantumdots in een polymeren matrix als lichtgevoelige laag op een silicium ondergrond. Bij absorptie van een foton ontstaat een elektron-gatpaar in de kwantumdot, waarvan het elektron via een elektrode wordt afgevoerd en opgeslagen in een condensator – een detectiemethode die niet veel verschilt van die in standaard beeldsensoren, behalve dat er geen fotodetectoren nodig zijn.

Twee factoren beïnvloeden de prestaties van de huidige generatie beeldvangende chips nadelig. De bedrading boven het lichtvangende silicium vangt ongeveer de helft van het licht af, dat dus verloren gaat. Daarbij is silicium ook niet het beste lichtabsorberende materiaal, waardoor nog eens de helft verloren gaat.

Gebruik van kwantumdots omzeilt deze problemen. Omdat slechts een matrix van elektrodes nodig is in plaats van complexe CMos-fotodetectoren, kunnen de nanodeeltjes bovenop de bedrading worden aangebracht. De kwantumdots absorberen licht bovendien bijna twee keer zo efficiënt als silicium. Samen zorgen deze twee factoren voor bijna vier zo gevoelige beeldchips, of vier keer kleinere beeldchips voor dezelfde gevoeligheid. Bijkomend voordeel is dat een 1,1 micron CMos-proces – Invisage heeft het depositieproces van de dots CMos-compatibel gemaakt – volstaat voor de productie. CCD- en CMos-beeldsensoren worden tegenwoordig met een duurder 65-nanometerproces gemaakt.