CCD图像传感器内线转移结构设计考虑

CCD 图像传感器内线转移结构的设计,采用有溢出漏的光电二极管 P 阱结构,选用四相二次时钟脉冲驱动方式,埋沟和相关双重取样输出放大器。这种器件获得了最佳光谱响应,其峰值为550nm,噪声等效信号降低到50个电子以下;动态范围达到60分贝。电晕现象将受到抑制,饱和电平寄生信号可得到消除。     

行间转移型面阵CCD图像采集系统的研究

详细介绍了一种行问转移型面阵CCD的图像采集系统的原理及硬件组成。设计了基于复杂可编程逻辑器件（CPLD）的CCD驱动时序发生器及上电顺序可控的智能电源,采用视频处理专用集成芯片对视频信号进行去噪量化。测试结果表明该系统实现了对面阵CCD信号快速而准确地采集,其硬件电路结构简单、调试灵活、通用可靠,具有一定的实用价值和应用前景。     

行间转移型面阵CCD成像系统设计

采用行间转移型面阵CCD KAI-1020作为图像传感器,以现场可编程门阵列（FPGA）为核心控制器,设计并实现了一个完整的成像系统。FPGA产生驱动时序、控制CCD上电顺序、调节曝光时间,并实现数据缓存。CCD模拟视频信号经过预处理,通过同轴电缆传输到CCD专用视频处理器进行相关双采样和模数转换,以10位像素深度输出到FPGA,数字视频信号经过差分芯片驱动以低压差分信号（LVDS）格式输出到数据采集卡。集成化视频处理电路提高了系统的信噪比,改善了成像质量。实验表明,CCD成像系统工作稳定可靠,像素读出时钟为10 MHz时,帧频为10帧/s。设计的CCD成像系统性能好、可靠性高、实现周期短,具有很强的可扩展性。     

CCD多晶硅刻蚀技术研究

CCD晶硅刻蚀相比于传统CMOS工艺的多晶硅刻蚀需要多晶硅对氮化硅更高的刻蚀选择比,更长的过刻蚀时间.采用Cl2+He,Cl2+He+O2,Cl2+He+O2+HBr三种工艺气体组分在Lam4420机台进行了多晶硅刻蚀实验,研究了不同气体配比、不同射频功率对刻蚀速率、选择比、条宽、侧壁形貌等参数的影响.通过优化工艺参数,比较刻蚀结果,最终获得了适合于CCD多层多晶硅刻蚀的工艺条件.     

823×592元内线转移CCD图像传感器

采用三层多晶硅、埋沟、双层金属工艺研制了1/2英寸823×592、8.3μm×8.3 μm内线转移CCD,该器件设计制作了纵向抗晕结构,实现了内线转移器件光晕抑制.该器件水平驱动频率可达30 MHz,峰值响应波长位于550 nm,动态范围62.6 dB.     

刻蚀小尺寸CCD接触孔工艺研究

采用CF4,CHF3,Ar三种工艺气体进行小尺寸CCD接触孔刻蚀实验,研究了不同气体配比、不同射频功率对刻蚀速率、选择比、条宽控制、侧壁形貌等参数的影响。通过优化工艺参数,比较刻蚀结果,最终获得了适合于刻蚀CCD小孔的工艺条件。     

CCD多晶硅栅条刻蚀的质量控制

依据等离子刻蚀机设备在CCD 研制中所起的关键作用,对提高刻蚀多晶硅电极的质量作了一些探讨,并给出了解决办法和结果.     

一种新的硅深槽刻蚀技术研究

本文报告了一种获得侧壁陡直的硅深槽新技术．实验中采用一种新材料──氮化锆（ＺｒＮ）作为反应离子刻蚀的掩模，所需掩模厚度约５００．采用氟基气体ＳＦ６作为刻蚀气体，并附加Ａｒ和Ｏ２，这样刻蚀过程中在槽的侧壁会形成氧化硅作为阻挡刻蚀层，结果得到了深约６μｍ，侧壁垂直接近９０°的硅深槽．     

反应离子刻蚀PMMA的各向异性刻蚀研究

研究目的是优化Ni掩膜PMMA RIE的刻蚀参数，在氧刻蚀气体中加入表面钝化性气体CHF3，以较快的刻蚀速率获得垂直的侧壁和最小的掩模钻蚀。采用平行板结构的反应离子刻蚀机刻蚀，研究了刻蚀气压，CHF3/O2比率和刻蚀温度对垂直、侧向刻蚀速率和PMMA微结构形貌的影响。试验表明：当CHF3含量大于50%或O2工作气压较低时，会显著影响RV/RL比，当RV/RL比大于8时，试样呈现出完全各向异性刻蚀。     

大面阵CCD测棉纤维长度分布

在大量的实验基础上,提出了一种新的棉纤维长度分布的测量方法。该方法基于图像测量,用气流把棉纤维试样固定在风洞中,使面阵CCD通过扫描的方法,捕捉纤维图像,有效地解决了纤维制样、光学成像和图像快速处理等问题。根据棉纤维的特性,光学成像系统利用了透射光成像技术,避开了衍射极限障碍,提高了图像的分辨率,保证了测量速度与精度。     

一种内线转移可见光CCD光电特性模拟分析

运用半导体二维数值模拟软件sentaurus TCAD,对内线转移可见光CCD积分过程、读出过程光敏区域电势变化规律进行了数值模拟研究,建立了sentaurus TCAD软件模拟内线转移CCD器件的仿真模型;对影响器件电荷容量、抗晕性能的纵向抗晕p阱浓度、结深进行了模拟分析,得出p阱浓度应控制在(2.5~5.5)×1016 cm-3,结深应控制在5.5~6.5μm的结论。     

激光干扰行间转移CCD串扰现象研究

分析了激光功率密度增加到原来的10倍的时候, 激光干扰行间转移CCD的串扰图像部分的灰度值并不是成比例地增加, 并对串扰图像进行了仿真。由于光电二极管的溢出是不断进行的, 垂直CCD的每个像元都获得所有超过阈值的像元溢出的光生载流子之和。每个超过阈值的像元溢出的光生载流子等于垂直CCD向下移动一个像元所需的时间内溢出的光生载流子。通过求解感光部分中光生电子遵守的方程, 得到电子浓度增量和入射光功率的关系, 进而仿真出串扰图像。仿真了激光能量为串扰阈值10倍和100倍量级时的串扰图像, 仿真结果和实验结果可比。     

激光干扰行间转移CCD串扰现象研究

分析了激光功率密度增加到原来的10倍的时候,激光干扰行间转移CCD的串扰图像部分的灰度值并不是成比例地增加,并对串扰图像进行了仿真。由于光电二极管的溢出是不断进行的,垂直CCD的每个像元都获得所有超过阈值的像元溢出的光生载流子之和。每个超过阈值的像元溢出的光生载流子等于垂直CCD向下移动一个像元所需的时间内溢出的光生载流子。通过求解感光部分中光生电子遵守的方程,得到电子浓度增量和入射光功率的关系,进而仿真出串扰图像。仿真了激光能量为串扰阈值10倍和100倍量级时的串扰图像,仿真结果和实验结果可比。     

反应离子深刻蚀中加强热传递和抑制Notching效应的方法

提出了一种在反应离子深刻蚀中既可以加强热传递又可以抑制notching效应的方法,尤其适用于含有细长梁结构的刻蚀.通过在硅结构的下表面溅射一薄层金属,以加强刻蚀过程中产生的热量的消散,降低了硅结构的温度.用有限元仿真和实验分别验证了该方法的有效性.同时,金属层也抑制了刻蚀离子所带电荷在绝缘介质层上的积累,防止了自建电场的产生,抑制了notching效应.该方法通过扫描电子显微镜的测量也得到了实验验证.加工了一个SOI梳齿驱动器,检验了本方法的有效性和适应性.     

一种内线转移可见光CCD弥散特性的模拟分析

运用半导体二维数值模拟软件sentaurus TCAD,对基于p型衬底制作的横向抗晕内线转移CCD的弥散特性进行了数值模拟研究,建立了sentaurus TCAD软件模拟横向抗晕内线转移CCD器件仿真模型,对影响器件弥散特性的光敏区n型区域、垂直CCD p阱进行了模拟分析.结果表明,光敏区n型区域注入能量控制在450～550 keV,垂直CCD p阱注入能量控制在200～600 keV,剂量控制在4.0×1012～8.0×1012 cm-2,器件弥散特性最佳.     

金纳米粒子作掩模的硅纳米柱阵列的加工

利用自组装的方法在硅基片表面形成一层均匀的金纳米粒子掩模,分析了偶联剂对自组装的影响,以金纳米粒子作掩模进行反应离子刻蚀,研究了刻蚀时间对硅纳米柱阵列的影响,提供了一种简单、便宜并且有效的在硅基底上大面积形成纳米柱阵列的纳米加工方法。实验中发现,超过一定刻蚀时间时,有过刻蚀现象发生,在120 s刻蚀时间下,得到了直径小于20 nm,深宽比高达10∶1以上规则、致密、大面积分布的硅纳米柱或硅纳米锥状结构。     

大阵列CCD光刻图形拼接技术研究

针对大阵列CCD工艺制作过程中光刻大面积图形曝光的需求,提出了一种适用于光刻拼接的图形补偿方法.图形拼接处进行相反的补偿设计0.3 μm“凹陷”,曝光时拼接交叠0.3μm.光刻后,图形拼接处平滑、自然过渡,图形整体上拼接自然,较好地解决了光刻大面积图形曝光存在的固有图形缺陷问题,改善了光刻曝光图形的质量.     

PECVD SiC材料刻蚀技术

通过对PECVD SiC进行不同条件下的反应离子刻蚀（RIE）和电感耦合反应离子刻蚀（ICP）实验研究，提出了使用SF6和He的混合气体进行RIE刻蚀，并讨论了功率和压强分别对刻蚀速率的影响. 进一步研究了SiC中H含量对于RIE刻蚀速率的影响，同时验证ICP刻蚀过程中负载效应的存在.