热处理对背照式CMOS传感器信噪比影响的实验研究

基于真空光电阴极和背照式CMOS图像传感器研制了电子轰击CMOS(EBCMOS)混合型光电探测器.为了对BSI-CMOS图像传感器在EBCMOS混合型光电探测器领域的应用提供可靠性指导,对BSI-CMOS图像传感器进行了100℃～325℃的变温热处理实验,着重分析了热处理后的BSI-CMOS图像传感器的光响应输出信号值、固定模式噪声(fixed pattern noise,FPN)、随机噪声及信噪比(signal-to-noise ration,SNR)随热处理温度的变化规律.实验结果表明:随着热处理温度的升高,样品器件的光响应输出信号值基本保持不变,当温度升高至325℃时,样品器件的固定模式噪声由32 e-升高至246 e-,随机噪声由51 e-升高至70 e-,信噪比由17.76 dB降低至4.81 dB,其中信噪比的降低主要归因于固定模式噪声的增大,热处理温度达到325℃会导致BSI-CMOS图像传感器信噪比明显降低.     

采用背照式高纯度光电探测器的曲面焦平面列阵

美国喷气推进实验室的研究人员目前正在研制一种采用背照式硅基光电探测器的曲面焦平面列阵。他们的基本思想是,通过制作一种与弯曲的焦面相一致的图像传感器来提高成像仪器的性能和简化获得给定性能所需的光学系统。     

基于FPGA和NIOS的背照式CCD成像系统

设计了一种基于FPGA+NIOSⅡ的背照式CCD成像系统。系统采用半导体制冷器对CCD芯片致冷,大幅降低了CCD芯片的暗电流,从而使相机具有很高的灵敏度和很低的读出噪声特性。图像数据传输采用TCP/IP协议接口,可以进行远距离网络控制。详细介绍了系统的硬件设计、制冷系统结构设计,以及相关软件设计。     

基于背照式CCD的微弱目标成像系统设计

为了对微弱目标进行探测,提出一种采用背照式CCD47-10为传感器的成像系统设计方案。通过对CCD47-10的工作原理和性能参数进行分析,完成电源模块、驱动模块、信号处理模块、数据传输模块的硬件设计。使用VHDL语言完成FPGA中的逻辑电路设计,使用VC++完成上位机软件设计。最后通过搭建实验系统,在微弱光下对光栅进行成像,并分析图像信噪比。实验结果表明,设计的系统在对微弱目标成像时信噪比为72,能够满足对微弱目标探测的应用要求。     

sCMOS相机系统设计

为了满足天文和科学应用领域对高动态范围、高灵敏度、低噪声成像系统的需求,文中选用背照式、科学级CMOS(sCMOS)图像传感器GSENSE6060BSI,开发了一套以FPGA为核心处理器的相机系统。针对该传感器的特性,设计了相机的电路结构,用VHDL语言编写了FPGA的逻辑控制代码,实现了对传感器的驱动和对图像数据的后续处理;用MFC编写了相机的控制软件,完成了对相机系统的控制。经实际验证,该相机系统各部分功能正常,相机在标准（STD）模式和高动态范围（HDR）模式下均已顺利成像。     

基于FPGA的背照式CCD47-10驱动电路设计

针对背照式CCD47 - 10的驱动时序要求,提出以FPGA作为时序发生器的驱动电路设计方案.通过对时序分析,完成时序发生器、电压偏置电路、驱动器3个模块的硬件电路设计.使用VHDL语言进行逻辑电路设计,实现电路控制、参数配置以及驱动时序产生.最后通过成像实验,对驱动电路性能进行分析.实验表明,该电路能驱动CCD47 - 10在两种模式下稳定工作,满足CCD47 - 10的应用要求.     

硅全耗尽背照式光电二极管的光谱响应

建立了一个预测硅全耗尽背照式光电二极管响应率的解析模型.分析了所加反偏压与光谱响应之间的关系,解出了硅全耗尽背照式光电二极管的响应率和器件各参数之间的关系,并根据选定参数值计算出了给定外加偏压下400～1 100 nm范围的光谱响应曲线,预测探测器光谱响应峰值在1μm,峰值响应率达到0.72 A/W.实测结果表明:器件峰值响应与预测一致,反偏压对响应率的影响与预测相同,即响应率随着反偏压的升高而增大.并且在各种反偏压下的光谱响应曲线形状与预测基本吻合,证明了建立的模型可以正确地预测器件性能.     

背照式CMOS图像传感器中氧化铝薄膜的研究

为提高背照式图像传感器在减薄工艺后引入氧化铝钝化层的质量,从表面钝化及原子层淀积过程的原理分析出发,设计一套实验,详细考查了温度对薄膜形貌及均匀性的影响,验证反应物之一的三甲基铝的通入时间及生成物吹扫时间对薄膜表面粗糙度的改善效果,并对炉体不同区域形成薄膜的质量差异进行对比分析,总结其规律性.通过实验优化了工艺条件,在...     

带集成紫外滤光片的背照式CCD器件

美国喷气推进实验室的研究人员目前正在研制一种带δ掺杂和集成光学滤光片的减薄型硅CCD器件,这种CCD器件为背照式器件,它将被用作在紫外波长范围内工作的成像探测器.     

背照式CCD量子效率的工艺仿真研究

使用Silvaco软件建立了背照式CCD仿真模型,利用该模型进行了工艺和器件仿真,研究了背面减薄、背面掺杂、界面陷阱和增透膜对背照式CCD量子效率的影响.仿真结果表明:界面陷阱和硅表面反射是量子效率损失的重要原因.在完全去除过渡区后,利用峰值位于表面且具有高杂质浓度梯度的背面掺杂和适当的单层增透膜,可荻得峰值在90％以上的量子效率.