InVisage Technologies, una giovane azienda statunitense, ha annunciato di aver ultimato lo sviluppo di una nuova tecnologia che permetterà già nel corso dei prossimi mesi di realizzare sensori di immagine ad elevate prestazioni. Si tratta della tecnologia QuantumFilm, che si basa sulle proprietà dei quantum dot, e promette di incrementare notevolmente l'efficienza dei sensori di immagine rispetto a quanto possibile oggi con i tradizionali sensori CMOS in silicio.
Jess Lee, presidente e CEO di InVisage, ha dichiarato: "Sta diventanto sempre più difficile e costoso sviluppare sensori immagini di nuova generazione utilizzando il silicio. In sostanza, il silicio ha raggiunto i limiti. Il problema fondamentale è che il silicio non può catturare la luce in maniera efficiente, ma fino ad ora ha rappresentato l'unica opzione possibile. QuantumFilm utilizza nuovi materiali che sono creati da zero per catturare la luce".
Il nuovo materiale semiconduttore è stato messo a punto dal professor Ted Sargent dell'Università di Toronto, che ha assunto inoltre la carica di Chief Technology Officer di InVisage. Sargent ha perfezionato un metodo per la sospensione di nanoparticelle di solfuro di piombo in una matrice polimerica, dando vita ai quantum-dot e formando una nuova classe di polimeri semiconduttori per i quali InVisage ha investito gli ultimi tre anni per sviluppare un sistema di integrazione sui tradizionali processi produttivi CMOS. Il polimero può essere steso su un wafer di silicio, provvisto di un array di conduttori metallici, con l'importante differenza che sarà, appunto, il polimero a catturare la luce e non più i fotodiodi in silicio.
Dal punto di vista fisico accade che i fotoni vanno a colpire i quantum dot, dove l'energia resta confinata. In questo modo l'energia si trasforma in un eccitone, ovvero una coppia di elettrone e lacuna legati. L'elettrodo metallico va a raccogliere l'elettrone, rilevando così in questo modo la luce incidente. Dal momento che lo strato sensibile è collocato alla sommità della struttura, esso può raccogliere tutta la radiazione luminosa incidente, risultando nel complesso molto più sensibile dei sensori convenzionali. In altri termini è possibile creare, a parità di dimensioni, sensori quattro volte più sensibili oppure, a parità di sensibilità, sensori quattro volte più piccoli. I tradizionali sensori CMOS infatti costringono la luce a passare attraverso alcuni strati di pochi nanometri di spessore, prima che possano giungere ai fotoricettori sul wafer di silicio.
Per quanto riguarda invece la fabbricazione di sensori con tecnologia QuantumFilm, InVisage afferma che la particolare pellicola può essere stesa sul wafer di silicio a temperatura ambiente, ovviando così alla necessità di disporre di tecniche di produzione ad elevata temperatura richieste dai sensori convenzionali. Secondo le informazioni disponibili l'azienda si rivolgerà a TSMC per la produzione dei sensori, con l'impiego di wafer da 8 pollici e processo produttivo CMOS a 1,1 micron, rispetto ai processi a 65 nanometri con wafer da 12 pollici usati per i sensori tradizionali, il tutto a costi di produzione abbastanza contenuti.
La tecnologia QuantumFilm verrà impiegata a partire dal quarto trimestre 2010 per la produzione di sensori fotografici da destinare a telefoni cellulari e fotocamere compatte, ma sarà in futuro utilizzata anche per una vasta gamma di tecnologie image-sensing, incluse videocamere di sicurezza, videocamere ad uso automotive e applicazioni militari.
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