紫外成像在軍事，航天，醫療等領域具有廣泛用途。但高性能、低成本的紫外成像芯片目前還難以獲得。且基于Ⅲ-Ⅴ/Ⅱ-Ⅵ等寬禁帶半導體的紫外探測器難以與Si基讀出電路實現大規模集成，這限制了高性能紫外成像芯片的制造與應用。 

　　針對上述問題，微電子所重點實驗室科研人員首次實現基于超寬禁帶半導體材料Ga₂O₃的背照式主動紫外圖像傳感器陣列，并在極弱光照條件下實現了成像。研究人員采用CMOS工藝兼容的IGZO TFT驅動Ga₂O₃紫外探測器，實現單片集成32×32紫外成像陣列。IGZO TFT器件表現出極低的漏電和驅動能力，以及在正負偏壓下良好的穩定性。Ga₂O₃探測器具有極低的噪聲，對紫外光表現出極高的靈敏度，能夠實現對低至1pW/cm²的紫外光進行探測。通過外圍電路進行信號讀取和處理，該圖像傳感器實現了在弱光下的成像應用。該工作為基于Ⅲ-Ⅴ/Ⅱ-Ⅵ等材料的可擴展、高密度圖像傳感器集成與應用提供了新的思路和解決方法。 

　　基于該成果的文章“First Demonstration of High-Sensitivity (NEP<1fW·Hz-1/2) Back-Illuminated Active-Matrix Deep UV Image Sensor by Monolithic Integration of Ga₂O₃ Photodetectors and Oxide Thin-Film-Transistors”入選2022 VLSI。微電子所覃愿博士為第一作者，陸叢研助理研究員和余兆安高級工程師為共同一作，中科大龍世兵教授和微電子所李泠研究員為通訊作者。 

圖1. 單片集成1T1PD圖像傳感器結構圖

圖2. 該工作與其他已報道的深紫外探測器性能對比 

圖3.單片集成Ga₂O₃紫外成像系統 

圖4. 基于Ga₂O₃ PD/IGZO TFT圖像傳感器在不同強度深紫外光照下的成像情況