Разработка конструктивно-технологических основ проектирования и промышленное освоение линейных фоточувствительных приборов с зарядовой связью
Диссертация
В ПЗС существуют два типа каналов переноса: поверхностный и объёмный. Для поверхностного канала, в котором хранение и перенос сигнального заряда осуществляются в потенциальных ямах на границе раздела «окисел-полупроводник», характерны относительная простота технологии изготовления и высокая управляющая способность (высокая зарядовая ёмкость). Однако взаимодействие перемещаемого зарядового пакета… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ обзор литературы)
- 1. 1. Введение
- 1. 2. ПЗС с поверхностным и объёмным (скрытым) каналом
- 1. 3. Линейные ФПЗС — формирователи изображения
- 1. 4. Особенности технологии линейных ФПЗС с объёмным каналом. требования к кремнию) > П |
- Г.5': Обзор конструктивных и технологических решений при создании ' 1 линейных ФПЗС с объёмным каналом (обзор статей и патентов)
- 1. 6. Применение ФПЗС (потребительские и специализированные системы на основе ФПЗС)
- 1. 7. Выводы по главе 1
- Глава 2. ВЫБОР АРХИТЕКТУРЫ И ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЛФПЗС
- 2. 1. Принцип работы и общее описание приборов
- 2. 2. Линейные ФПЗС с фотодиодным накопителем, выполненные по схеме билинейного считывания с раздельными выходами
- 2. 3. Линейные ФПЗС, выполненные по однорегистровой схеме с одним выходом
- 2. 4. Линейные ФПЗС, выполненные по схеме билинейного считывания с одним выходом
- 2. 5. Выводы по главе 2
- Глава 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛФПЗС
- 3. 1. Введение
- 3. 2. Цели оптимизации и оптимизируемые параметры
- 3. 3. Алгоритм оптимизации
- 3. 4. Начальные этапы моделирования
- 3. 5. Результаты моделирования
- 3. 6. Моделирование выходного устройства
- 3. 7. Топологическое проектирование
- 3. 8. Частотно-контрастные и спектральные характеристики
- 3. 9. Выводы по главе 3
- Глава 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ФПЗС
- 4. 1. Технология ЛФПЗС с поверхностным каналом
- 4. 2. Технология ЛФПЗС с объёмным каналом
- 4. 3. Пооперационный технологический маршрут
- 4. 4. Исследование влияния на качество внутреннего геттера формирующих его последовательностей отжигов и содержания кислорода в кремнии
- 4. 5. Выводы по главе 4
- Глава 5. ПАРАМЕТРЫ И ПРИМЕНЕНИЕ ЛФПЗС
- 5. 1. Параметры и характеристики приборов ФПЗС1ЭЛ и ФПЗС14Л
- 5. 2. Параметры и характеристики приборов ФПЗС11Л и ФПЗС12Л
- 5. 3. Параметры и характеристики приборов А1232, А1233, А1234 и А
- 5. 4. Применение ЛФПЗС
- 5. 5. Выводы по главе 5
Список литературы
- Boyle W.S., Smith G.E. BSTJ, 1970, v. 49, № 4, p. 587.
- Патент США фирмы «Bell Telephone» № 3.858.232 от 16.02.1970 г. Авторы Boyle W.S., Smith G.E.
- Amelio G.F., Tompsett M.F., Smith G.E. BSTJ, 1970, v. 49, № 4, p. 593.
- Kim G.K. Carrier transport charge-coupled devices. ISSCC Digest of Tech. Papers, Philadelphia, 1971.
- Strain R.J., Schryer N.L. BSTJ, 1971, v. 50, № 6, p. 1721.
- Games J.E., Kosonocky W.F., Ramberg E.G. IEEE J. Sol. St. Circ., 1971, v. SC. 6, № 5, p.322.
- Amelio G.F. BSTJ, 1972, v. 51, № 3, p. 705.
- McKenna J., Schryer N. L. BSTJ, 1972, v. 51,№ 7,p. 1471.
- Носов Ю.Р., Шилин B.A. Микроэлектроника, 1973, т. 2, № 1, с. 36.
- Waiden R.H., Krambeck R.H., Strain R.J. e.a. BSTJ, 1972, v. 51, № 7, p. 1635.
- Esser L.J.M. Electronics Lett., 1972, v. 8, № 25, p. 620.
- Amelio G.F., Betran W.J., Tompsett M.F. ШЕЕ Trans, on Electron Dev., 1971, v. ED-18,№ll, p. 986.
- Секен К., Томпсет М. Приборы с переносом заряда / Пер. с англ. под ред. В. В. Поспелова, P.A. Суриса. М.: Мир, 1978. — 327 с.
- Терехова В.Г. Приборы с зарядовой связью: Обзоры по электронной технике. Серия 2. Полупроводниковые приборы. Вып. 3(24). М.: ЦНИИ «Электроника», 1978. -74 с.
- Полупроводниковые формирователи сигналов изображения / Под ред. П. Йесперса, Ф. Ван де Виле, М. Уайта. Пер. с англ. под ред. Р. А. Суриса. М.: Мир, 1979 — 574 с.
- Достижения в технике передачи и воспроизведения изображений / Под ред. Б. Кейза-на. Пер. с англ. под ред. Н. И. Богачкова. Том. 3. М.: Мир, 1980. — 309 с.
- Пресс Ф.П. Формирователи видеосигнала на приборах с зарядовой связью. М.: Радио и связь, 1981. 136 с.
- Приборы с зарядовой связью / Под ред. М.Дж. Хоувза, Д. В. Моргана. Пер. с англ. под ред. Ф. П. Пресса. М.: Энергоиздат, 1981. — 372 с.
- Приборы с зарядовой связью / Под ред. Д. Ф. Барба. Пер. с англ. под ред. P.A. Суриса. М.: Мир, 1982.-240 с.
- Носов Ю.Р., Шилнн В. А. Основы физики приборов с зарядовой связью. М.: Наука, 1986.-320 с.
- Пресс Ф.П. Фоточувствительные микросхемы с зарядовой связью: Итоги науки и техники. Сер. «Электроника». Сб. статей. Том. 18. М.: ВИНИТИ, 1986. — С. 33—88.
- Кузнецов Ю.А., Шилин В. А. Микросхемотехника БИС на приборах с зарядовой связью. -М.: Сов. радио, 1988. 160 с.
- Стенин В.Я. Применение микросхем с зарядовой связью. — М.: Радио и связь, 1989.-256 с.
- Тришенков М.А. Фотоприёмные устройства и ПЗС: Обнаружение слабых оптических сигналов. М.: Радио и связь, 1992. — 400 с.
- Зи С. Физика полупроводниковых приборов: В 2-х книгах. Кн. 1. Пер. с англ. 2-е пере-раб. и доп. изд. М.: Мир, 1984. — 456 с.
- Вайнер А.Л., Гладких Л. М., Изупак Э. А., Костюков Е. В., Огородников А. Г., Смирнова В. М. Фоточувствительные микросхемы с зарядовой связью с встроенным микрохолодильником. Электронная промышленность, 1983, вып. 8 (125), 3 стор. обл.
- Баш И.М., Гладких Л. М., Изупак Э. Л., Кленов В. Т., Костюков Е. В. Устройство передачи изображения. А. с. № 1 235 425, пр. 6 января 1984 г.
- Костюков Е.В., Манагаров В. Д., Огородников А. Г., Турилина Л. С. Интегральная микросхема. — А. с. № 1 480 685, пр. 21 апреля 1987 г.
- Костюков Е.В., Турилина Л. С. Линейные ФПЗС с термоэлектрическим охлаждением: Тезисы докладов международной конференции «Фотонные системы экологического мониторинга», Прага, 8−12 декабря 1996 г. М.: МНТОРЭС им. A.C. Попова, 1996. — С. 56−57.
- Kostyukov E.V., Pugachev A.A., Skrylev A.S., Skrylev P.A. Design and Mixed Modeling of PhCCD with Vertical Antiblooming Structure. Proceeding of. SPIE, 2002, Vol. 4761, p. 152−160.
- Boyle W.S., Smith G.E. The Inception of Charge-Couple Devices IEEE Trans, on Electron Dev., 1976, v. ED-23, № 7, pp. 661−663.
- Федотов Я.А., Пресс Ф. П., Вето A.B., Костюков Е. В., Крымко М. М., Кузнецов Ю. А., Мордкович В. Н., Рубинштейн Д. И. Фотопреобразователь на основе приборов с зарядовой связью. Физика и техника полупроводников, 1976, т. 10, вып. 2, С. — 361−363.
- Кашлаков И.Д., Клёнов В. Т., Костюков Е. В. Линейная фоточувствительная схема с зарядовой связью К1200ЦЛ1. Электронная промышленность, 1982, вып. 7(113), С.З.
- CCD 122/142 1728/2048-ELEMENT LINEAR IMAGE SENSOR — FAIRCHILD CHARGE COUPLED DEVICE, april 1979.
- Красников Г. Я., Зайцев Н. А. Система кремний диоксид кремния субмикронный СБИС. М.: Техносфера, 2003. — 384 е., гл. 1.
- Leroy Bernard. Kinetics of growth oxidation stacking faults// J. Appl. Phys. 1979. -Vol. 50, № 12.-p. 7996.
- Kazumi Wada, Hidctoshi Takaoka, Naoliisalnoue, K. Kohra //Jap. Appl. Phys. -1979. Vol. 18, № 8. p. 1629.
- Toncheva L. T. Effects of thermal stress on generation of defects of silicon wafer oxidation// Сб. докл. Болгарской академии наук. — 1975. — Т. 28, № 9. — с. 1191.
- А.Ф.Волков, В. К. Куценко, В. В. Новиков и др//. Электронная промышленность. — 1980. Вып. 10. —с. 53.
- Goklaniy S. М., Porter W. A., Parker D. G. J. Just. Eng. Electron and Telecommun. Eng. Div. 1974. № 55.-p. 19.
- Енишерлова К.Л., Резник В. Я., Русак Т. Ф. Кристаллография. 1992, т.37, с.1237−1239.
- Енишерлова К. Л, Мильвидский М. Г, Резник В. Я., Русак ТФ, Кристаллография, 1991, том 36, вып. 5, с.1259−1266.
- Falster R., Cornara М., Gambaro D., Olmo M. Patent US 5,994,761, H01L 29/36, 11.30.99.
- Craven R. A, Kord H.W.// Solid state technology. V.24. P. 55−61
- Shimura F. Semiconductor Silicon Crystal Technology. Academic Press, Inc., San Diego Calif., 1989. P. 361 — 367.
- Wijaranakula W., Matlock J.H.// J.EIectrochem. Soc. 1990. V. 137. № 4. P. 1262.
- Cho W.J., Kuwano H.// Jpn. J. Appl. Phys. 2000. V. 39. P. 3277−3280.
- Suzuki T.//J. Appl. Phys. 2000. V. 88. P. 6881.
- Костюков Е.В., Поспелова М. А., Русак Т. Ф., Трунов C.B., Облыгина ТА.,
- Никитина Г. И. Создание внутреннего геттера для современных ПЗС. Прикладная физика, 2006, вып. 1, — С. 124−128.
- Костюков Е.В., Поспелова М. А. Русак Т.Ф., Никитина Г. И. Внутренний геттер в ходе отжигов, проводимых при изготовлении приборов с зарядовой связью. — Прикладная Физика, 2008, вып. 4. С. 122−127.
- Borghesi A., Pivac В., Sassella A., Stella А. J. Appl. Phys. 1995. V. 77. P. 41 694 270.
- Патент Великобритании № 1.376.639 от 6.04.1972 г.
- Патент США № 3.945.856 от 15.07.1974 г.
- Патент США № 3.884.846 от 20.01.1972 г.
- Василевская Л.М., Костюков Е. В., Павлова З. В. Линейная фоточувствительная схема с зарядовой связью типа К1200ЦЛ2. Электронная промышленность, 1982, вып. 7(113).-С. 7.
- Патент США № 3.921.196 от 29.10.1973 г.
- Патент США № 3.987.475 от 10.11.1975 г.
- Костюков Е.В., Павлова З. В., Пресс Ф. П. Линейные фоточувствительные микросхемы с зарядовой связью К1200ЦЛ5 и К1200ЦЛ6. Электронная промышленность, 1987, вып. 3(161), С.-33.
- Патент США№ 4.010.484 от 16.07.1976 г.
- Костюков Е.В., Марков А. Н., Реботенко О. Г., Пресс Ф. П., Стыцько В.П.
- Применение ПЗС в качестве дискретно-аналоговых линий задержки. Техника средств связи. Серия «Техника телевидения», 1983, вып. 5, С. 46−49.
- Патент Японии № 55−15 861 от 18.06.1969 г.
- Патент Японии № 67−40 650 от 11.08.1973 г.
- Патент Японии № 58−47 664 от 3.03.1976 г.
- Патент Японии № 52−26 876 от 6.10. 1872 г.
- Патент США № 4,725, 049 от 13.06.1985 г
- Патент США № 4,728,622 от 23.02.1984 г.
- Патент США № 4,672,645 от 23.02.1981 г.
- Патент Японии № 61−19 874 от 28.02. 1985 г.
- KODAK Image Sensor Solutions. Website: www.kodak.com/go/ccd.
- Atmel Corporation. Website: www.atmel.com.
- SONY CCD Area Image Sensors. Website: products.sel.sony.com/semi.
- Perkin Elmer. Website: www.perkinelmer.com/opto.
- Website: www.telesputnik.ru/archive/B/article/52.html-29k.
- Website: http www. aitek-d.ru
- Website: http www.printoffic.ru
- Website: http www.dataplus.ru
- Website: http://www.arezon.ru/scaners.jsp
- Website: http://www.solartii.com/rus/spectralinstruments/sl40−2.htm.
- Website: http://spectran.ru/ksi.html.
- Есепкнна H.A., Илясов Ю. П., Лавров А. П., Молодяков С.А., Орешко B.B.
- Письма в ЖТФ, т. 29, вып. 21. С. 32−39.
- Вето A.B., Костюков Е. В., Кузнецов Ю. А., Пресс Ф. П. Фоточувствительные схемы с зарядовой связью: состояние и перспективы развития. — Электронная промышленность, 1982, вып. 7 (113). С. 3.
- Костюков Е.В. Линейные фоточувствительные приборы с зарядовой связью с разрешением до 50 пар лин./мм. Интеграл, 2007, № 1. — С. 3−8.
- Костюков Е.В., Пугачёв A.A., Скрылёв A.C., Шилин В. А. Фоточувствительные приборы с зарядовой связью. — Электронные компоненты, 2003, № 4, с. 83−88.
- Kadekodi N., Law S., Chang Ch., Lo M., Ibrahim A. A polysilicon isolated photodiode array imager. IEEE, IEDM81, 1981, p.483−486.
- Костюков E.B., Огородников А. Г., Турилнна Л. С. Линейные фоточувствительные микросхемы с зарядовой связью К1200ЦЛ7 и К1200ЦЛ71. Электронная промышленность, 1990, вып. 2. — С. 80−81.
- Goto Н. Advances in linear image sensors. OPTOELECTRONICS — Devices and Technologies, Vol. 6, No. 2, p. p/ 333−343, December, 1991.
- Kuriyama Т., Kodama H., Kozono Т., Kitahama Y., Morita Y., Hiroshima Y. A 1/3-in 270 000 Pixel CCD Image Sensor. IEEE Trans, on Electron Dev., May 1991, v. 38, № 5, pp. 949−953.
- Hojo J., Naito Y., Mori H., Fujikawa K., Kato N., Wakayama Т., Komatsu E. and Ita-saka M. A 1/3-in 510(H) X 492(V) CCD Image Sensor with Mirror Image Function. IEEE Trans, on Electron Dev., May 1991, v. 38, № 5, pp. 954−95.
- Костюков E.B., Скрылёв A.C., Суханова Л. Л., Пугачёв A.A., Федукова Н. В. Разработка полноформатного ФПЗС с межстрочным переносом на 532×596 элементов -НТО по ОКР «Пассат», 2002. 110 с.
- Костюков Е.В., Маклаков A.M., Скрылёв A.C., Федукова Н. В. Исследование путей создания серии крупноформатных линейных фоточувствительных приборов с зарядовой связью (ЛФПЗС) НТО по НИР «Перспектива — ОКО», 2004. — 95 с.
- Костюков Е.В., Пресс Ф. П. Двухфазный прибор с зарядовой связью. -A.c. № 1 217 208, пр. 13 мая 1983 г.
- Василевская Л.М., Клёмин С. Н., Концевой Ю. А., Костюков Е. В., Кузнецов Ю. А., Чсрнокожин В. В. Многоспектральные фоточувствительные приборы. фотоника, 2007, № 4, с. 18−23.
- Kostyukov E.V. Bilinear photosensitive CCD series. Abstracts of XVII International Scientific and Engineering Conference on Photoelectronics and Night Vision Devices, May 27−31, 2002, Moscow, Russia (M.: SRC SUE «RD&P Center „Orion“», 2002, p. 98−99).
- Е. В. Костюков, А. М. Маклаков, А. С. Скрылёв, В. В. Чернокожий. Состояние и уровень развития фоточувствительных приборов с зарядовой связью. Электронная техника. Серия 2. Полупроводниковые приборы, 2007, вып. 2(219), с. 3−20.
- Китаев В.М., Костюков Е. В., Кузнецов Ю. А., Марков А. Н. Способ определения спектральной характеристики чувствительности твердотельной фоточувствительной схемы. А. с. № 1 485 938, пр. 15 мая 1986 г.
- Костюков Е.В., Поспелова М. А., Русак Т. Ф., Трунов C.B. Отработка технологии создания внутреннего геттера для фоточувствительных приборов с зарядовой связью нового поколения. Прикладная физика, 2003, вып. 5, с. 102−106.
- Annual Book of ASTM Standards, F 1239−94.
- Bazzali A., Borionetti G., Falster R., Gambaro D. Non-destructive diagnostic techniques for oxygen precipitation in Czochralski silicon. Mater. Sei. Semicond. Process.2001. 4, N 1−3, с. 23−26.
- Swaroop R., Kim N., Lin W., Bullis M., Shive L., Rice A., Castel E., Christ M.
- Testing for oxygen precipitation in silicon wafers. Solid State Technology. 1987. March. P. 85.
- Костюков Е.В., Поспелова М. А., Русак Т. Ф. Подготовка кремниевых пластин для изготовления ПЗС. Материалы VI конференции «Твердотельная электроника, сложные функциональные блоки РЭА», Владимир, 21−23 марта 2007 г. (М.: МНТОРЭС, 2007, с. 147−149).
- Горячев В.Г. Влияние гамма-излучения на параметры ЛФПЗС. Сборник «Радиационная стойкость электронных систем — СТОЙКОСТЬ-2007» (М.: вып. 10, с. 113 121).
- Костюков Е.В., Горячев В. Г., Федукова Н. В. Влияние ионизирующего излучения на параметры МНОП-структур для ФПЗС. — Сборник «Радиационная стойкость электронных систем СТОЙКОСТЬ-2004».
- Горячев В.Г., Костюков Е.В.,. Федукова Н. В. Восстановление параметров ЛФПЗС в процессе изохронного отжига. Сборник «Радиационная стойкость электронных систем — СТОЙКОСТЬ-2007» (М.: вып. 10, с. 111 -112.
- Егорова С.Д., Костюков Е. В., Мончак A.M. Цифровой сканер на базе К1200ЦЛ6. Электронная промышленность, 1993, вып. 6−7, с. 120−123.