四谱段TDICCD图像传感器的设计与制作

设计并研制了一种四谱段时间延迟积分电荷耦合器件(TDICCD)图像传感器,器件将四个TDICCD集成在同一芯片上,通过在光窗对应位置上镀不同的窄带滤光膜实现多谱段分光。该TDICCD图像传感器的像元尺寸为28μm×28μm,水平寄存器的有效像元数为3 072元,行频为10 kHz,电荷转移效率高达0.999 99,饱和输出电压为2 650 mV,抗弥散能力大于等于100倍,动态范围为7 143∶1。     

减少硅片湿法清洗工艺铁离子沾污研究

为了研制出高性能电荷耦合器件（CCD）,减少硅片清洗工艺Fe离子沾污是关键。利用表面光电压（SPV）法,研究了硅片清洗过程的Fe离子沾污。研究表明,SPM（H2SO4/H2O2）→SC-1清洗,去除Fe离子污染的效果比较差;用SPM→SC-1→SC-2清洗,去除Fe离子杂质的效果较好,Fe离子污染减少了2个数量级。增加SC-1和SC-2清洗次数可以减少Fe离子沾污,但效果不明显。当化学试剂中金属杂质含量由1×10^-8 cm^-3减少到1×10^-9 cm^-3,清洗工艺Fe离子沾污减少到8.0×1010 cm^-3。     

C元素对N型a-Si:H薄膜微结构及电学特性的影响

采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺,制备了P-C二元复合掺杂氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜,研究了C元素对N型a-Si:H薄膜暗电导率(σ)及电导激活能(Ea)的影响;利用激光拉曼光谱研究了C元素对薄膜微结构的影响,讨论了P-C二元复合掺杂a-Si:H薄膜电学性能与微结构之间的相互影响关系.结果表明:随着C掺杂量的增加,a-Si:H薄膜的短程有序度降低,中程有序度基本保持不变,缺陷逐渐减少;一定程度的C掺杂可使N型a-Si:H薄膜电导激活能降低而使薄膜的暗电导率升高,但过量的C掺杂使N型a-Si:H薄膜非晶网络结构有序度严重恶化,电导率出现明显下降趋势.

Abstract：

Hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin films doped with P and C were deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD).The influence of carbon on the dark conductivity,activation energy and mirostructure of the P-doped a-Si:H films was investigated by means of electrical measurment and Raman spectroscopy,and the relationship between electrical properties and microstructure of the films was also analyzed.It is shown from Raman spectra that the degree of short-range order and the defects of the films decreae with the increase of carbon doping,while the degree of intermediate-range order remains unchanged.A small amount of carbon can reduce the activation energy and enhance the dark conductivity of the P-doped a-Si : H thin films.However,excessive carbon makes the structural order of the amouphous network get worse which leads to a decline of dark conductivity.     

CCD多晶硅层间复合绝缘介质研究

电荷耦合器件(CCD)多晶硅交叠区域绝缘介质对成品率和器件可靠性具有重要的影响。将氮化硅和二氧化硅作为CCD多晶硅层间复合绝缘介质,采用扫描电子显微镜(SEM)和电学测试系统研究了多晶硅层间氮化硅和二氧化硅复合绝缘介质对CCD多晶硅栅间距和多晶硅层间击穿电压的影响。研究结果表明,多晶硅层间复合绝缘介质中的氮化硅填充了多晶硅热氧化层的微小空隙,可以明显改善绝缘介质质量。多晶硅层间击穿电压随着氮化硅厚度的增加而增大,但太厚的氮化硅会导致CCD暗电流明显增大。由于复合绝缘介质质量好,可以减小CCD多晶硅的氧化厚度。     

LPCVD多晶硅形貌对氧化层击穿特性的影响

多晶硅表面对于电荷耦合器件(CCD)的制作非常重要。采用扫描电子显微镜(SEM)和电学分析技术研究了低压化学气相(LPCVD)法淀积的多晶硅形貌对击穿特性的影响。研究结果表明,减小多晶硅表面颗粒尺寸有助于改善多晶硅氧化层击穿特性。多晶硅氧化层击穿特性与多晶硅和绝缘层交界面的平滑度有关。多晶硅薄膜表面平整度变差,则多晶硅与氧化层之间的界面平滑性变差,多晶硅介质层击穿强度降低。     

横向抗弥散多光谱TDI CCD图像传感器

时间延迟积分电荷耦合器件(TDI CCD)主要应用于弱光信号探测,其在强光应用场合容易出现弥散现象。针对该问题,研制了横向抗弥散多光谱TDI CCD图像传感器。该器件包含四个多光谱段(B1～B4区),有效像元数为3 072元,像元尺寸为28μm×28μm。大像元可以在弱光环境下提供良好的光谱区分能力,通过滤光片可获得蓝光、绿光、红光和近红外波段的图像。为了减小抗弥散对器件满阱电子数的不利影响,采用了紧凑的抗弥散结构,仅占像元面积的7.1%。器件满阱电子数为500ke-,抗弥散能力为100倍,读出噪声小于等于70e-,动态范围大于等于7143∶1。     

CCD栅介质工艺对多晶硅层间介质的影响

CCD多晶硅交叠区域绝缘介质对成品率和器件可靠性具有重要的影响.采用扫描电子显微镜和电学测试系统研究了CCD栅介质工艺对多晶硅层间介质的影响.研究结果表明:栅介质工艺对多晶硅层间介质形貌具有显著的影响.栅介质氮化硅淀积后进行氧化,随着氧化时间延长,靠近栅介质氮化硅区域的多晶硅层间介质层厚度增大.增加氮化硅氧化时间到320 min,多晶硅层间薄弱区氧化层厚度增加到227 nm.在前一次多晶硅氧化后淀积一层15 nm厚氮化硅,能够很好地填充多晶硅层间介质空隙区,不会对CCD工作电压产生不利的影响.     

激光熔覆原位合成TiC/Ti复合材料试验研究

利用激光熔覆技术，在工业纯钛表面原位合成了TiC／Ti复合材料。结果表明：选择不同的激光熔覆工艺参数，可使碳粉和Ti粉通过原位合成反应在钛表面生成TiC／Ti复合材料熔覆层；激光功率和扫描速率是影响熔覆层质量的主要因素：激光功率越大，形成的增强相颗粒尺寸越大，相应合金元素氧化也越严重；扫描速率越大，Ti与C的作用时间变短，增强相颗粒尺寸越细小，且增强相所占的体积分数也相应减少。用XRD、DES和SEM证明了TiC颗粒的存在，同时发现颗粒分布具有一定的均匀性，原位生成的TiC颗粒主要以等轴状和块状两种形态存在。     

CCD多晶硅层间绝缘介质对器件可靠性的影响

报道了使用石墨烯作为阳极材料的GaN肖特基型紫外探测器。介绍了光敏面为1mm×1mm的新型肖特基紫外探测器的制备过程。并对器件进行了响应光谱、I-V特性测试。器件的响应光谱较为平坦,峰值响应度为0.175A/W;通过对石墨烯进行化学修饰,使峰值响应度增加到0.23A/W。并根据热电子发射理论,计算出了器件掺杂前后的肖特基势垒高度分别为0.477eV和0.882eV,验证了器件性能的提高主要原因是石墨烯功函数的增加。 更多还原     

CCD多晶硅层间绝缘介质对器件可靠性的影响

采用扫描电子显微镜和电学分析技术研究了电荷耦合器件(CCD)多晶硅层间绝缘介质对器件可靠性的影响.研究结果表明,常规热氧化工艺制作的多晶硅介质层,在台阶侧壁存在薄弱区,多晶硅层间击穿电压仅20 V,器件在可靠性试验后容易因多晶硅层间击穿而失效.采用LPCVD淀积二氧化硅技术消除了多晶硅台阶侧壁氧化层薄弱区,其层间击穿电压大于129 V,明显改善了器件可靠性.