«Разработка базовой технологии производства матричных фотоприёмных устройств на основе фотоприёмников из твёрдых растворов соединений А3В5, предназначенных для приборов ночного видения.»

Содержание

Введение.

1.Технические требования к технологии изготовления и конструкции матричного ФПУ….….

2. Базовая технология изготовления МФПУ.

2.1. Разработка базовых технологических процессов изготовления МФПУ….…

2.1.1. Технологический маршрут изготовления матрицы ФЧЭ.

2.1.1.1. Исходный материал.

2.1.1.2. Просветляющие, защитные и маскирующие покрытия.

2.1.1.3. Диффузия кадмия в запаянной ампуле.

2.1.1.4. Способ диффузионного легирования из стеклообразных пленок

2.1.1.5. Контактная металлизация титан-золото.

2.1.1.6. Двусторонняя фотолитография.

2.1.1.7. Стыковочные элементы – индиевые микроконтакты.

2.1.2. Технологический маршрут изготовления БИС считывания и обработки сигнала .

2.1.2.1. Формирование карманов.

2.1.2.2. Формирование электрической изоляции р-областей с использованием LOCOS технологии 2.

2.1.2.3. Легирование нижних обкладок конденсатора фосфором.

2.1.2.4. Легирование каналов р-канальных транзисторов бором.

2.1.2.5. Формирование МОП-структуры.

2.1.2.6. Легирование n+- и р+- областей.

2.1.2.7. Межслойная изоляция.

2.1.2.8. Формирование металлической разводки.

2.1.2.9. Пассивация схемы.

2.1.2.10. Проверка тестов, разбраковка.

2.1.2.11. Формирование индиевых микроконтактов.

2.1.3. Технологический маршрут сборки и контроля параметров матричного ФПУ.

2.2. Разработка базовых технологических процессов изготовления матрицы ФЧЭ.

2.2.1. Низкотемпературное осаждения пленок нитрида кремния.

2.2.2. Формирование р-n-перехода.

2.2.3. Фотолитографическое выделение элементов.

2.2.4. Формирование контактной системы.

2.2.4.1. Плазмо-химическое травление диэлектрических слоев и очистка контактных окон.

2.2.4.2. Контактные площадки.

2.2.4.3. Индиевые микроконтакты.

2.2.5. Разработка процессов стыковки кристаллов из кремния и материала типа А3В5.

2.3. Разработка базовых технологических процессов изготовления БИС считывания матричных ФПУ.

2.3.1. Процессы химической обработки пластин.

2.3.2. Процессы термические.

2.3.2.1. Процессы термического окисления.

2.3.2.2. Характеристики процессов термического окисления.

2.3.3. Диффузионные процессы.

2.3.4. Процессы термического отжига ионнолегированных слоев.

2.3.5. Процессы фотолитографии.

2.3.6. Процессы ионного легирования.

2.3.7. Процессы плазмохимические.

2.3.8. Процессы осаждения пленок.

2.3.9. Процессы напыления.

2.3.10. Процесс создания индиевых микроконтактов.

2.4. Разработка технологии сборки ФПУ.

2.4.1. Приклеивание платы (растра).

2.4.2. Разварка БИС с ФЧЭ на плату и платы коммутационной на держатель.

3. Конструкция МФПУ.

3.1. Разработка рабочей конструкторской документации….

3.2. Конструктивные особенности матричного ФПУ.

3.3. Конструктивные особенности МФЧЭ.

3.4. Конструктивные особенности БИС считывания.

3.4.1. Схема накопительной ячейки.

3.4.2. Структурная схема мультиплексора 320х256 и электрическая принципиальная схема его аналоговой части.

4. Изготовление и испытания опытного образца МФПУ…

4.1. Изготовление опытного образца МФПУ….

4.2. Результаты испытаний опытного образца МФПУ….

5. Организационно-экономическая часть….

Выводы….

Литература….

---

Введение

С 90-х годов наметилась смена поколений приборов ночного видения (ПНВ). Вместо вакуумных высоковольтных электронно-оптических преобразователей (ЭОП) в них все более широко используются полупроводниковые неохлаждаемые матричные фотоприёмные устройства (МФПУ) [1–5]. Ядром МФПУ является матрица фоточувствительных элементов (МФЧЭ) из твёрдых растворов соединений типа А3В5. Как правило, это pin-фотодиоды (ФД) на основе гетеропереходов InGaAs/InP, чувствительные в ориентировочном спектральном диапазоне от 0,9 до 1,7 мкм [6, 7], соответствующем области излучения ночного неба. Число ячеек в современных МФЧЭ достигает 640х512, а в образцах "переднего края" – даже 1280х1024.

---

Выдержка из текста работы

Целью работы являлась разработка базовой технологии производства матричных фотоприёмных устройств на основе фотоприёмников из твёрдых растворов соединений А3В5, предназначенных для приборов ночного видения. Матричное фотоприёмное устройство включает матрицу фотодиодных чувствительных элементов на основе эпитаксиальных гетероструктур InGaAs/InP, кремниевую большую интегральную схему считывания и предобработки сигналов, герметичный корпус, термоэлектрический охладитель.

В результате выполнения дипломной работы впервые в России разработана базовая технология изготовления матричных ФПУ на основе эпитаксиальных гетероструктур InGaAs/InP спектрального диапазона 0,9 – 1,5. Разработаны конструктивные решения матричного ФПУ, выпущены комплекты рабочей конструкторской и рабочей технологической документации на матричное ФПУ. Разработаны и оформлены состав и методики испытаний ФПУ. Разработаны и изготовлены нестандартная технологическая и измерительная оснастка и измерительные установки для контроля ФПУ. С применением разработанной технологии изготовлен опытный образец ФПУ. Проведены его испытания, подтвердившие соответствие разработанных технологических решений требованиям ТЗ.

---

Заключение

Выводы:

-В ходе выполнения дипломной работы я провел литературный обзор на заданную тему

- Мною была разработана топология МФЧЭ формата 320х256

-По технологическому маршруту мною были проведены первые тест-образцы матриц

-Затем я осуществлял контроль качества и характеристик полученных тест-образцов

-Также был проведен анализ рынка, составлен бизнес-план и календарный график развития проекта.

---

Список литературы

1 M.H. Ettenberg et al. InGaAs Focal Plane Arrays Cameras for Man-Portable Near Infrared Imaging. SPIE, v. 3701 (1999), pp. 225 – 232.

2 M.H. Ettenberg et al. Indium Gallium Arsenide Imaging with Smaller Cameras, Higher Resolution Arrays, and Greater Material Sensitivity. Proc. SPIE, v. 4721 (2002), pp. 26 – 36.

3 M.H. Ettenberg et al. High Resolution SWIR Arrays For Imaging at Night, Proc. SPIE, v. 5406 (2004), pp. 52 - 57.

4 M.H. Ettenberg et al. A miniaturized 320x256 InGaAs SWIR camera for robotic and unmanned aerial vehicle applications. Proc. SPIE, v. 5074 (2003), pp. 353 – 362.

5 R.M. Brubaker et al. Range-Gated Imaging with an InGaAs Based Focal Plane Array. Proc. SPIE, v. 5406 (2004), pp. 21 – 29.

6 А.М. Филачев, И.И. Таубкин, М.А. Тришенков. Твердотельная фотоэлектроника. Физические основы. М., Физматкнига, 2005 г., с.с. 210 – 211.

7 R.M. Brubaker et al. Camera for Laser Beam Profiling from 1.0 to 2.0 microns Wavelength with an InGaAs based Focal Plane Array. Proc. SPIE, v. 6206 (2006), pp. 620604-1 – 620604-10.

8 Г. Томилина, С.Н. Якунин, И.В. Чинарева, О.В. Огнева и др. Электронно-микроскопический и рентгено-дифракционный анализ гетероэпитаксиальной структуры. Материалы Российского симпозиума по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твёрдых тел "РЭМ-2007", г. Черноголовка, 2007 г.

---