Фотоэлектрические процессы в объемных каналах полупроводниковых структур

• Автор: Гордо, Наталья Михайловна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил

Содержание.
ведение

лава 1. Приборы с зарядовой связью.

1.1 МОП конденсатор.

1.2 Приборы с зарядовой связью.

.2.1 ПЗС с поверхностным каналом.

.2.2 ПЗС с объемным каналом.

.2.3 ПЗС на основных носителях.

1.3 Способы физической реализации. Электродные структуры.

.3.1 Структуры с тремя электродами на ячейку.

.3.2 Структуры с четырьмя электродами на ячейку.

.3.3 Структуры с двумя электродами на ячейку.
А, 1. Боковое ограничение канала.
.4.2 Поверхностный и объемный каналы.
1.5 Устройства ввода и вывода.
.5.1 Инжекция зарядовых пакетов.
.5.2 Детектирование зарядовых пакетов.
.5.3 Регенерация.
.5.4 Соединение и разветвление каналов.
лава2. Процессы переноса заряда в спектрозональных фоточувствительных вухканальных объемных приборах с зарядовой связью.
2.1 Введение.
2.2 Физическая модель. Анализ процессов фоторелаксации в двухканальной бъемной структуре на основе приборов с зарядовой связью.
2.3 Конструкция и электрические характеристики ОПЗС.
2.4 Фотоэлектрические характеристики ОПЗС.
2.4 Экспериментальные исследования двухканальных приборов с зарядовой вязью. Фотоэлектрические характеристики ПЗС.

2.5 Выводы.
лава 3. Многоканальные спектрозональные фоточувствительные объемные риборы с зарядовой связью.
3.1 Введение.
3.2 Структура трехканального ОПЗС (одномерная физическая модель).
3.3 Вывод уравнений процесса, фоторелаксации каналов ОПЗС.
3.4 Результаты численных расчетов и их обсуждение.
3.5 Выводы.. 106 лава 4. Моделирование процессов фоторелаксации в многоканальных объемных пектрозональных фоточувствительных приборах с зарядовой связью.
4.1 Введение.
4.2 Фоторелаксация каналов ОПЗС.
4.3 Выводы.
аключение
писок литературы 13

Введение.
Развитие современной науки и техники требует всестороннего изучения физических эффектов не только на поверхности, но и в объеме полупроводниковых структур. Особый интерес представляют физические эффекты в фотоэлектрических преобразователях изображения на приборах с зарядовой связью (ФЭПИ ПЗС), которые широко применяются для создания передающих видеокамер. В традиционных конструкциях цветных видеокамер на ПЗС для преобразования оптического излучения в видеосигнал применяются, как правило, цветоразделяющая оптическая система и три ФЭПИ ПЗС. Однако возможно применение одного кристалла ФЭПИ ПЗС, имеющего на своей поверхности сложную многослойную систему интерференционных светофильтров.
Для создания спектрозональных ФЭПИ ПЗС оптического диапазона длин волн перспективными устройствами являются многоканальные спектрозональные объемные приборы с зарядовой связью (ОПЗС). Так как электрический потенциал имеет особый рельеф, то возникающие в толще полупроводника этих приборов, подвижные фотозаряды, созданные собственным поглощением оптического излучения в разных диапазонах длин волн, собираются в нескольких независимых каналах. Следует ожидать различные спектральные фоточувсгвителыюсти указанных каналов. Поэтому для создания цветных передающих видеокамер на основе ОПЗС достаточно использовать лишь один кристалл ФЭПИ трехканального ОПЗС. Это должно обеспечить простую конструкцию, а следовательно, и большую надежность видеокамер в сравнении с известными конструкциями. К настоящему времени

электродов. Части электрода, выполненные из разных слоев металла, через контактные окна подсоединяются к определенной тактовой шине. Для создания трехфазной двухслойной структуры [45] использовалась технология анодированного алюминия [43, 44]. До напыления второго слоя металла по первому слою проводится фотолитография и электродное анодирование. Площадки, где требуется межслойные соединения, во время анодирования закрыты фоторезистом. Достоинством этой технологии является то, что здесь не требуются высоко температурные операции для формирования электродной структуры, а также то, что возможно создание низкоомных шин разводки в обоих слоях. Отдельные электроды можно легко соединить шиной, выполненной из металла любого слоя. С геометрической точки зрения полученная элементарная ячейка состоит из шести электродов, однако в каждой такой паре можно одновременно вырабатывать два зарядовых пакета.
Использование трех отдельных слоев металла для формирования трех наборов электродов [46] дает возможность изготовить компактную ячейку, длина которой ЗБ - всего лишь в три раза больше минимального разрешимого размера Р. В такой структуре мала вероятность внутрислойных коротких замыканий, вызванных дефектами фоторезистивной маски или пылью в процессе травления. Более того, поскольку из каждого из каждого слоя металла изготовлены электроды лишь одной фазы и, следовательно, они находятся под одинаковым напряжением, короткие замыкания внутри слоя приводят лишь к плохой эффективности переноса в местах таких дефектов, если они возникли в первом или втором слое электродов над каналом переноса. С другой стороны, число таких коротких замыканий между слоями, которые могли бы выводить прибор из строя, очень незначительно, если используется высококачественный изолятор, такой как термически выращенный окисел на поликремниевых электродах или анодированный алюминий.