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X射線成像裝備的“心臟”,是一個小小的傳感器。從醫療領域的DR、CT等設備,到工業無損檢測儀器,再到公共安全領域的安檢裝備,這個部件的性能直接影響成像速度、分辨率與成本,是現代高端裝備的“感知核心”。
“X射線成像傳感器可以將無形的X射線轉化為電信號,再經由數字化處理,形成用于診斷與判讀的清晰圖像。整體尺寸約為一張A4紙大小。”蕪湖長信科技股份有限公司研發中心總監俞良介紹。
長期以來,這類高端傳感器生產技術被國外壟斷,成為制約我國高端醫療及檢測裝備產業鏈升級的關鍵核心技術難題。長信科技聯合多所高校和企業,歷經三年協同攻堅,終于成功突破這一技術壁壘。
攀登技術高峰的道路并不平坦。“團隊在研發大面積動態X射線成像傳感器時,遇到氧化銦鎵鋅(IGZO)薄膜晶體管穩定性難題,器件長時間運行后會出現性能‘漂移’。”俞良說,這就如同傳感器的“眼睛”,蒙上了一層揮之不去的薄霧,無法滿足持續、可靠的動態成像需求。
為此,團隊日夜攻堅,經歷了無數次實驗與摸索,一個偶然的發現帶來了轉機——調整成膜腔室氧氣流量,能改善薄膜穩定性。
“之后,團隊連續多日開展高強度實驗,最終找到氧氣流量和成膜溫度的最佳組合,成功解決氧空位分布不均問題,器件穩定性得到顯著提升,傳感器動態成像需求也得到滿足。”俞良說,這一突破不僅攻克了技術難關,更增強了團隊信心和凝聚力。
經過三年研發攻關,長信科技研發團隊攻克了高分辨率像素設計、高靈敏度光電二極管開發以及關鍵工藝和設備改造等技術難題,在設計、工藝、設備等方面均實現技術突破。
“公司自主研制的X射線成像傳感器,在設計上優化氧化銦鎵鋅薄膜晶體管的寬長比和疊層結構設計,成功將像素尺寸壓縮到100微米。”俞良介紹,工藝上引入平坦層并優化成膜、黃光、刻蝕工藝,將光電二極管的開口率提高至68%以上,顯著提升了探測效率和信噪比;設備改造方面,優化了其曲率和出氣孔結構參數,使氣體在產品表面的分布更加均勻,從而實現了更均勻的成膜效果。
“這項成果成功填補了國內空白,打破了產品長期依賴進口的局面,有力推動了高端醫療設備及工業檢測裝備產業鏈的自主化升級。”俞良告訴記者,醫療領域,它已應用于數字減影血管造影等設備,為醫生提供著高分辨率、低劑量的實時動態影像,助力精準診療。工業無損檢測領域,它服務于新能源汽車動力電池檢測等,為產品質量與安全保駕護航。
展望未來,俞良表示,今后將繼續深化技術研發,優化IGZO薄膜晶體管技術,提升產品性能并拓展應用場景,同時深耕國內市場并逐步拓展國際市場,完善產業鏈布局。
X射線成像傳感器的突破,是我省科技創新攻堅計劃項目助力高端裝備產業發展的生動注腳。近年來,我省圍繞重點產業“最緊急、最緊迫”問題,系統部署并組織實施了省級科技創新攻堅計劃,在高性能零部件、高端科學儀器、高端集成電路芯片、新型顯示等領域,布局了一批項目,支持龍頭企業牽頭聯合產業鏈上下游企業、高校院所開展關鍵核心技術協同攻關,有力推動了我省裝備制造業向高端化、智能化、綠色化邁進。
2025年,在裝備制造業方面,我省布局29個科技創新攻堅項目,總投入14.83億元,其中省財政支持1.97億元,市縣財政支持0.45億元,承擔單位自籌12.41億元。企業主導的產學研深度融合機制,加速全鏈條系統性突破關鍵核心技術,著力打通束縛新質生產力發展的堵點卡點,為高水平創新型省份建設提供強力支撐。
■ 本報記者 鹿嘉惠 汪永安
責任編輯:杜宇
