較薄的InP層降低了可見光的吸收，并使其能夠傳輸?shù)较旅娴腎nGaAs層。因此，在0.4 μm到1.7 μm（400 nm到1650 nm相對(duì)量子效率>70%）的寬波長范圍內(nèi)成像是可能的。此外，較薄的InP層提升了短波紅外波長的相對(duì)量子效率，900 nm到1600 nm波長范圍內(nèi)，光透過InP層比率可達(dá)90%以上（圖3）。
圖3 隨著InP厚度的減薄，較短的波長（可見光）可以穿透InGaAs層并被探測到。
這一改進(jìn)使傳感器可同時(shí)捕獲短波紅外和可見光的高光譜圖像，從而大幅減少圖像相機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算負(fù)荷，也使整個(gè)系統(tǒng)的成本優(yōu)于多傳感器解決方案。
實(shí)現(xiàn)數(shù)字模擬輸出
通過使用Cu-Cu雜化，InGaAs傳感器也可直接輸出數(shù)字信號(hào)，而無需使用數(shù)字轉(zhuǎn)換電路。因此該方法在簡化設(shè)計(jì)的同時(shí)，賦予短波紅外相機(jī)與當(dāng)前工業(yè)CMOS圖像傳感器相同的性能。
結(jié)論
高光譜和短波紅外技術(shù)為食品和農(nóng)業(yè)質(zhì)量檢驗(yàn)以及污染檢測帶來了巨大好處。顯而易見，這些技術(shù)還可以廣泛用于藝術(shù)品修復(fù)、醫(yī)藥以及汽車等諸多行業(yè)。
利用Cu-Cu鍵合取代bump連接，可以顯著改善傳統(tǒng)InGaAs傳感器的限制：將像素密度提高四倍，并在單芯片上實(shí)現(xiàn)短波紅外和可見光成像，以及實(shí)現(xiàn)數(shù)字輸出。
圖4 IMX990短波紅外圖像傳感器，左圖為陶瓷LGA封裝，右圖為陶瓷PGA封裝
索尼于2020年5月首次推出其基于Cu-Cu鍵合技術(shù)的兩款短波紅外傳感器：IMX990和IMX991。
