可用于微光夜视领域的新型硅基近红外成像传感器芯片材料

项目名称： 可用于微光夜视领域的新型硅基近红外成像传感器芯片材料

项目编号： No.U1435210

项目类型： 联合基金项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 高劲松

作者单位： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

项目金额： 500万元

中文摘要： 相比于非硅基成像传感器（例如InGaAs/HgCdTe材料），传统硅基成像传感器虽具有制造工艺成熟、成本低廉、器件结构简单、能室温下工作、抗环境能力强等众多非硅基成像传感器无法比拟的优点，但是它的感光区域主要集中于可见波段（<1.1μm），这严重限制了它在红外波段的应用。本项目以提高传统硅基成像传感器的灵敏度、展宽其在近红外波段的响应范围为目标，拟在已有的飞秒激光微加工制备新型硅基（黑硅）材料的基础上，首次提出利用多种吸光离子共掺杂和金属微结构中激发的表面等离子体激元，率先在国内研究出一种能够应用于微光夜视技术领域并具有高温稳定性的高灵敏黑硅近红外成像传感器芯片材料。该项目的成功研究不仅能大幅拓宽硅基成像传感器在军民两用领域的市场范围（即从原有的传统硅基可见成像传感器市场拓宽到近红外成像传感器市场），还能够为我国在先进微光夜视、航空航天侦察遥感、激光制导跟踪等领域的研究提供重要的技术支持。

中文关键词： 新型硅基（黑硅）材料；表面微结构；近红外成像传感器；微光夜视

英文摘要： Although Si-based image-sensor material has the advantages of mature manufacturing process, low cost, simple device structure, room-temperature work, and strong anti-environment ability compared with compound-semiconductor-based material, it is sensitive only in the visible region (<1.1μm), which seriously its applications in the infrared region. This project is aimed at improving Si-based sensor sensitivity and expanding its response to infrared region. Based on the fabrication process of new-type Si (black Si) material by traditional fs-laser, for the first time several light-absorption co-dopant ions and surface plasmon polariton excited in metal microstructure is utilized to fabricate black Si material with high-temperature stabilization and high sensitivity for the application in low-light night vision. By the successful investigation, this project could not only expand the market of Si-based image sensor from visible to infrared region in both military and civil fields, but also provide important technical supports for advance low-light night vision, airborne remote sensing, and laser guidance fields.

英文关键词： New-type Si(Black Si) material;Surface microstruce;Near infrared image sensor;Low-light night vision