我院周航老师课题组在微电子器件顶级会议IEDM上发表研究成果

2019-12-19 14:44:15

    近日,我院周航老师课题组在美国旧金山举行的第65届电气电子工程师学会(IEEE)电子器件大会(International Electron Devices Meeting, IEDM 2019)上发表了题为“Flexible, active-matrix flat-panel image sensor for low dose X-ray detection enabled by integration of perovskite photodiode and oxide thin film transistor”的研究成果。该工作在我院周航副教授、张盛东教授以及中山大学刘川教授的共同指导下完成。周航副教授和刘川教授为该论文共同通讯作者,我院为第一完成单位,课题组邹涛隅实验员为第一作者,论文合作作者还包括陈昌东(中大博士生)、向犇(我院硕士生)和王娅(我院博士生)。该工作得到了深圳市薄膜晶体管与先进显示重点实验室、国家重点研发计划、广东省自然科学基金和深圳市科技创新委员会的项目支持。
    X-ray平板图像传感器在医学和工业检查中具有广泛的应用。通常,图像传感器像素集成了非晶硅薄膜晶体管(TFT)和非晶硅光电二极管(PD)。由于非晶硅具有迁移率低和缺陷态浓度高等不足,业界一直致力于开发新型的高帧率、低剂量、低成本X射线图像传感器。周航副教授团队利用了IGZO TFT较低的关态电流和钙钛矿二极管较高的光电响应的特性,成功将IGZO TFT和钙TFT阵列与钙钛矿光电探测器集成,实现对X-Ray的间接探测及成像应用,并展示了基于柔性基底的集成器件。由于钙钛矿二极管较低的暗电流(~30 nA cm-2),在间接探测模式下,集成探测器可以实现较低剂量的X-Ray探测(2mGy/s)。钙钛矿二极管的X-Ray间接探测的灵敏度达到了3×103 μC mGy-1 cm-3。论文还阐述了IGZO TFT和钙钛矿集成器件在栅控和光控两种工作状态下的工作机理。该研究结果为开发新型低剂量柔性X-Ray图像传感器提供了新的技术路径。
    IEDM是微电子器件领域的顶级会议,至今已具有六十多年历史的,被外媒誉为“微电子器件领域的奥林匹克盛会”,在国际半导体技术领域享有很高的学术地位和广泛的影响力。该会议是国内外著名高校、研发机构,以及英特尔、Samsung、IBM、台积电等国际知名企业报告半导体和电子器件最新研究成果的重要平台之一。


. IGZO TFT/钙钛矿二极管阵列(左上),IGZO TFT/钙钛矿二极管成像像素结构(右上),
集成器件在不同可见光光强下的转移特性曲线(左下)以及光纤光斑的成像效果(右下)。

(供稿:周航老师课题组)