Інноваційна розробка координатно-чутливого детектора сфокусованих іонних пучків для спектроскопії

• Main Authors: Сидоренко, В.П., Радкевич, О.І., Прокоф'єв, Ю.В., Таякін, Ю.В., Єременко, В.М.
• Format: Article
• Language: Ukrainian
• Published: Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2019
• Series: Наука та інновації
• Subjects: Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
• Online Access: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/174051

Вступ. Актуальним завданням для сучасної аналітичної апаратури, призначеної для кількісного аналізу багатоелементних за складом речовин, є створення багатоканальних координатно-чутливих детекторів (КЧД) заряджених частинок для спектроскопії, які працюють в реальному масштабі часу. Проблематика. В Інституті мікроприладів (ІМП) НАНУ було розроблено велику інтегральну схему (ВІС) для КЧД, на базі якої та з використанням мікроканальних пластин (МКП) було спроектовано й виготовлено експериментальні зразки приладів КЧД. Виконані в Інституті прикладної фізики (ІПФ) НАНУ дослідження показали позитивні характеристики приладу, зокрема його високу чутливість. Було підтверджено доцільність подальшого проведення робіт. Мета. Створення багатоканальних приладів КЧД нового покоління з розширеним полем аналізу та покращеними технічними характеристиками. Матеріали й методи. В розробленому приладі КЧД використано МКП F4772-01 фірми Hamamatsu, Японія. ВІС виготовлено за КМОН-технологією з проектними нормами 1 мкм, кишенями n-типу, 384 електродами-датчиками і 218603 транзистора на кристалі розміром 9,8 × 8,9 мм. Мікросхему виконано в бескорпусном варіанті на гнучких носіях типу алюміній-поліімід (модифікація 2). Результати. Cтворення п'ятикристального КЧД нового покоління з покращеними технічними характеристиками забезпечило розширення поля одночасного аналізу просторового розподілу іонних пучків довільного складу та, відповідно, діапазон елементів, які аналізуються одночасно, дозволило підвищити швидкодію при аналізі і при зчитуванні інформації в 5 і 2,5 рази відповідно. Висновки. Використання схемотехнічного рішення, яке захищено патентом України № 117788, значно зменшило залежність чутливості детектора від розбіжностей конструктивних параметрів транзисторів підсилювача-формувача, що дало можливість створити п'ятикристальний прилад КЧД нового покоління і забезпечило розширення діапазону елементів, які одночасно аналізуються. Використання для виготовлення кристалів ВІС сучасної КМОН-технології, оптимізація схемотехнічних і топологічних рішень дозволили одержати високі технічні характеристики приладу КЧД.