프라운호퍼 (Fraunhofer) 유기 전자, 전자빔 및 플라즈마 기술 연구소 FEP는 실리콘 기판 (OPD-on-silicon)에 새로운 세대의 유기 포토 다이오드를 소개할 예정이다.

산업뿐만 아니라 가정에도 광학 센서가 광범위하게 보급되어 있다. 예를 들어, CMOS 검출기를 사용하는 디지털 카메라는 수년 동안 없어서는 안될 장비이지만 업계에서는 자동화된 이미지 처리 (예: 품질 관리 응용 프로그램, 원격 존재 및 위치 인식 및 컨베이어 시스템에서의 계산, 창고 물류에서 물체 인식 등)를 위한 간단하고 경제적인 솔루션이다. 또한 진단 영상 처리를 위한 의학 공학에 사용될 수 있다. 이미 예견할 수 있는 자율 주행 자동차 분야에는 미래의 많은 응용 분야가 있다.

종래의 실리콘-기반 CMOS 이미저 (imager)는 근본적인 기술적 이유로 제한된 파장 영역으로 국한된다. 이들은 일반적으로 스펙트럼의 가시 영역으로 설정된다. 그러나 근적외선 (NIR)에서 빛을 감지하려면 인듐 갈륨 비소 (InGaAs)와 CMOS의 조합과 같은 하이브리드 솔루션이 일반적으로 사용된다.

그럼에도 불구하고, 이러한 종류의 하이브리드 용액의 제조는 표준 CMOS 공정을 사용하는 제조보다 상당히 비싸고 결함이 발생하기 쉽다. 이것이 유기 포토 다이오드가 대안으로 필요한 이유이다. 유기층은 웨이퍼 레벨에서 간단히 집적될 수 있으므로 경제적이다. 동시에, 선택된 재료의 시스템에 따라 가시 파장 영역 밖에서 높은 감도를 가질 수도 있다.

프라운호퍼 FEP는 CMOS 웨이퍼에 유기 레이어를 통합하는 광범위한 경험을 가지고 있다. 다양한 OLED 마이크로 디스플레이 (고해상도, 저전력, 임베디드 이미지 센서 등)는 물론 지문, 흐름 및 광전자 감지 어플리케이션을 위한 센서가 이미 개발 및 제작되었다.

연구원들은 SEMI European Imaging & Sensors Summit 2017에서 SVGA 해상도의 유기 포토 다이오드 어레이를 선보일 예정이다. 즉, 800 x 600 픽셀의 검출 애플리케이션이 가능하다고 설명했다. 이 정도의 크기로 고해상도 유기 포토 다이오드 매트릭스를 제작하는 것이 근본적으로 실현 가능하다는 것을 입증했다. 그것은 1,000 나노 미터까지의 파장에서 민감하다. 재료의 적절한 적합성을 통해 구체적인 애플리케이션에 최적화된 특성을 가진 고객 및 애플리케이션별 유기 포토 다이오드를 개발할 수 있다.

입증된 이미지 센서는 웨이퍼 레벨에서 완전하게 제조되었으므로 이미 거의 생산 상태에 있다. 확장된 감도 영역을 통해 이미저는 산업, 자동차 및 의학 분야의 기존 응용 분야 전체 대역폭에서 사용할 수 있다. 그들은 식료품의 품질 관리, 지문 센서 및 생의학 테스트에 사용될 수 있다.

과학자들은 현재 각각의 응용 분야에서 이미지 센서로서 최적의 유기 포토 다이오드와 어레이를 공동 개발 및 생산하기 위해 산업 파트너가 신기술을 이용할 수 있도록 하고 있다.