光子学报
2021, 50(12): 1204002
红外与激光工程
2020, 49(5): 20190491
设计了一款320×256元抗辐射日盲紫外焦平面阵列探测器, 重点针对探测器的读出电路版图、积分开关偏置点、探测器芯片外延结构及器件工艺开展了抗辐射加固设计。对加固样品开展了γ总剂量和中子辐照试验和测试, 试验结果表明样品的抗电离辐照总剂量达到150krad(Si), 抗中子辐照注量达到1×1013n/cm2(等效1MeV中子), 验证了抗辐射加固措施的有效性。
紫外焦平面探测器 读出电路 抗辐射加固 总剂量效应 UVFPA readout circuit radiation hardening TID effects
1 中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
3 中国科学院大学研究生院, 北京 215123
分析了MOS器件的辐照特性及辐照失效机理。基于Global Foundries 0.35μm CMOS工艺, 设计了一款320×256抗辐照加固紫外焦平面读出电路。该电路数字部分MOS管采用环形栅和双环保护进行加固, 并在读出电路表面交替生长了SiO2-Si3N4复合钝化层。对加固后的读出电路进行了γ辐照试验, 并使用示波器实时监测读出电路的输出状态。对比加固前后的读出电路实时辐照状态表明, 加固后的读出电路抗辐照性能得到了明显提高, 其抗电离辐照总剂量由35krad(Si)提升至50krad(Si)。
紫外焦平面 读出电路 抗辐照 电离辐照 UVFPA readout circuit radiation hardening ionizing irradiation
1 中国国防科技信息中心, 北京100142
2 上海传输线研究所, 上海200437
3 重庆光电技术研究所, 重庆400060
介绍了两类主要的紫外图像传感器技术的最新研究进展, 根据其特点对它们在特定紫外成像应用需求中的优势和不足进行了简要分析, 最后对这些紫外图像传感器技术的未来发展进行了展望。
紫外探测 图像传感器 紫外光阴极 像增强器 AlGaN紫外焦平面 UV detection image sensor UV photocathode image intensifier AlGaN-based UV FPA
中国科学院微电子器件与集成技术重点实验室，北京 100029
在紫外成像系统中，紫外焦平面阵列的非均匀性是影响成像质量的重要因素。介绍了标准的神经网络算法对焦平面阵列非均匀性的校正，并针对标准的神经网络算法的收敛速度慢的缺点，提出了改进算法。通过matlab 对算法进行仿真，结果表明BP 神经网络(Back-Propagation Neural Network)算法对焦平面阵列的非均匀性有良好的校正效果，改进后的算法效率有了较大地提高。神经网络非均匀性校正算法可以广泛的运用于其他焦平面阵列的非均匀性的校正中。
紫外焦平面阵列 非均匀性校正 神经网络 UV focal plane arrays NUC neural network
西安交通大学电信学院物理电子专业，陕西 西安 710049
可以广泛应用于**和工农业生产上的CMOS紫外焦平面阵列(UVFPA)是近年来比较热门的研究课题。它可以比较 容易地实现日盲式紫外探测和可见光盲式紫外探测。但在CMOS UVFPA的研制中，读出集成电路(ROIC)成了制约其发展的很重要的一环。 ROIC芯片是实现探测器的信号输出的重要部件。混成式CMOS UVFPA要借助于先进的微电子封装工艺将ROIC与探测器 阵列集成在一起。其中则需要制备用于高密度、高精确度互连的阵列凸点。我们通过蒸发结合光刻法和电镀法分别 制备了线度为30-1.5mmμ-1.5mmm 30-1.5mmμ-1.5mmm的16 16凸点阵列。 并对两种制备方法做了比较，在分析了制作的凸点的质量后，认为经过改进的蒸发结合光刻法可以制作高质量的阵列凸点。
紫外焦平面阵列 读出电路芯片 封装键合工艺 阵列凸点 蒸发结合光刻法 电镀结合光刻法 UVFPA ROIC encapsulation and bonding array bump evaporation and lithography method electroplating and lithography method
1 中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
电流响应率是紫外探测器的重要特性参数, 光敏芯片与读出电路芯片耦合成焦平面组件后, 不能通过测试焦平面组件直接得到电流响应率参数。对128×1 电容反馈互阻抗放大器(CTIA)读出电路芯片进行了系统的测试, 得到了读出电路的积分电容、源随器增益。同时, 采用自研的紫外探测器高精度定标测试系统, 分别对128×1铝镓氮(AlGaN)紫外探测器光敏芯片、128×1紫外焦平面探测器组件进行测试, 求得了从焦平面探测器推算电流响应率的方法。结果表明, 直接标定光敏芯片的电流响应率与测试焦平面组件间接推算的电流响应率基本一致, 相对偏差约5%。该方法简便、准确, 可以为综合评价紫外焦平面探测器的性能提供重要参数。
探测器 紫外焦平面 测试 电流响应率
1 中国科学院上海技术物理研究所,传感技术国家重点实验室,上海,200083
2 中国科学院半导体研究所,北京,100083
宽禁带半导体材料的研究和突破,带动了各种器件的发展和应用.GaN基紫外探测器具有通过调整材料的配比可以调节器件响应的截止波长的优点,可以制备日盲型紫外探测器.对GaN基宽禁带紫外探测器材料体系的研究进展进行了回顾,重点介绍了p型材料的制备、金属半导体接触、材料的蚀刻等.最后,对国内外近期的紫外探测器特别是紫外焦平面器件的研究进展及初步获得的32×32紫外焦平面探测器进行了简单介绍.
紫外探测器 氮化镓 铝镓氮 紫外焦平面器件
1 中国科学院上海技术物理研究所,传感技术国家重点实验室,上海,200083
2 中国科学院研究生院,北京,100039
3 中国科学院上海技术物理研究所,传感技术国家重点实验室,上海,200083??br>
快照模式焦平面读出电路的单元电路一般包括前置放大器、采样保持电路、多路开关传输器和缓冲跟随器.在有限的单元面积内完成较高性能的单元电路设计是快照模式焦平面读出电路的难点.考虑到积分电容、采样保持电容、运放补偿电容占据了CMOS电路版图中较多的面积,通过分析计算读出电路各级噪声以及电路总的输出噪声,探讨了上述各种电容对于电路噪声的影响.考虑到紫外探测器的特点,同时在固定其他设计参数的基础上,通过调整电容面积的分配比例,计算了电路可以得到最佳噪声水平的电容大小.结果表明,在目前的工艺和版图限制等条件下,在上述三种电容分别取1.1、0.4、1.2pF时,输出端噪声电压为最小,达172μV.
读出电路 紫外焦平面 噪声 CMOS
