Алмазные многоэлементные фотоприемные устройства УФ-диапазона

Показана возможность создания матричных фотоприемных устройств на алмазе. На примере линейчатых фотоприемных устройств разработаны принципы и технология построения....

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2008
Автори: Алтухов, А.А., Митягин, А.Ю., Клочкова, А.М., Орлова, Г.А.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2008
Назва видання:Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Теми:
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52418
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Алмазные многоэлементные фотоприемные устройства УФ-диапазона / А.А. Алтухов, А.Ю. Митягин, А.М. Клочкова, Г.А. Орлова // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2008. — № 3. — С. 3-6. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-52418
record_format dspace
spelling nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-524182025-02-09T12:50:29Z Алмазные многоэлементные фотоприемные устройства УФ-диапазона Алмазні багатоелементні фотоприймальні пристроїУФ-діапазону Diamond-made matrix photosensitive elements of ultra-violet range Алтухов, А.А. Митягин, А.Ю. Клочкова, А.М. Орлова, Г.А. Новые компоненты для электронной аппаратуры Показана возможность создания матричных фотоприемных устройств на алмазе. На примере линейчатых фотоприемных устройств разработаны принципы и технология построения. 2008 Article Алмазные многоэлементные фотоприемные устройства УФ-диапазона / А.А. Алтухов, А.Ю. Митягин, А.М. Клочкова, Г.А. Орлова // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2008. — № 3. — С. 3-6. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52418 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре application/pdf Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Новые компоненты для электронной аппаратуры
Новые компоненты для электронной аппаратуры
spellingShingle Новые компоненты для электронной аппаратуры
Новые компоненты для электронной аппаратуры
Алтухов, А.А.
Митягин, А.Ю.
Клочкова, А.М.
Орлова, Г.А.
Алмазные многоэлементные фотоприемные устройства УФ-диапазона
Технология и конструирование в электронной аппаратуре
description Показана возможность создания матричных фотоприемных устройств на алмазе. На примере линейчатых фотоприемных устройств разработаны принципы и технология построения.
format Article
author Алтухов, А.А.
Митягин, А.Ю.
Клочкова, А.М.
Орлова, Г.А.
author_facet Алтухов, А.А.
Митягин, А.Ю.
Клочкова, А.М.
Орлова, Г.А.
author_sort Алтухов, А.А.
title Алмазные многоэлементные фотоприемные устройства УФ-диапазона
title_short Алмазные многоэлементные фотоприемные устройства УФ-диапазона
title_full Алмазные многоэлементные фотоприемные устройства УФ-диапазона
title_fullStr Алмазные многоэлементные фотоприемные устройства УФ-диапазона
title_full_unstemmed Алмазные многоэлементные фотоприемные устройства УФ-диапазона
title_sort алмазные многоэлементные фотоприемные устройства уф-диапазона
publisher Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
publishDate 2008
topic_facet Новые компоненты для электронной аппаратуры
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52418
citation_txt Алмазные многоэлементные фотоприемные устройства УФ-диапазона / А.А. Алтухов, А.Ю. Митягин, А.М. Клочкова, Г.А. Орлова // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2008. — № 3. — С. 3-6. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
series Технология и конструирование в электронной аппаратуре
work_keys_str_mv AT altuhovaa almaznyemnogoélementnyefotopriemnyeustrojstvaufdiapazona
AT mitâginaû almaznyemnogoélementnyefotopriemnyeustrojstvaufdiapazona
AT kločkovaam almaznyemnogoélementnyefotopriemnyeustrojstvaufdiapazona
AT orlovaga almaznyemnogoélementnyefotopriemnyeustrojstvaufdiapazona
AT altuhovaa almazníbagatoelementnífotoprijmalʹnípristroíufdíapazonu
AT mitâginaû almazníbagatoelementnífotoprijmalʹnípristroíufdíapazonu
AT kločkovaam almazníbagatoelementnífotoprijmalʹnípristroíufdíapazonu
AT orlovaga almazníbagatoelementnífotoprijmalʹnípristroíufdíapazonu
AT altuhovaa diamondmadematrixphotosensitiveelementsofultravioletrange
AT mitâginaû diamondmadematrixphotosensitiveelementsofultravioletrange
AT kločkovaam diamondmadematrixphotosensitiveelementsofultravioletrange
AT orlovaga diamondmadematrixphotosensitiveelementsofultravioletrange
first_indexed 2025-11-26T01:10:19Z
last_indexed 2025-11-26T01:10:19Z
_version_ 1849813285324455936
fulltext Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 3 3 ÍÎÂÛÅ ÊÎÌÏÎÍÅÍÒÛ ÄËß ÝËÅÊÒÐÎÍÍÎÉ ÀÏÏÀÐÀÒÓÐÛ Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ 28.03 2008 ã. Îïïîíåíò ê. ò. í. Â. Â. ÐÞÕÒÈÍ (ÖÊÁ «Ðèòì», ã. ×åðíîâöû) Ê. ò. í. À. À. ÀËÒÓÕÎÂ, ä. ô.-ì. í. À. Þ. ÌÈÒßÃÈÍ, À. Ì. ÊËÎ×ÊÎÂÀ, ê. ô.-ì. í. Ã. À. ÎÐËÎÂÀ Ðîññèÿ, ã. Ìîñêâà, ÎÎÎ «ÓðàëÀëìàçÈíâåñò», ã. Ôðÿçèíî, Èíñòèòóò ðàäèîòåõíèêè è ýëåêòðîíèêè ÐÀÍ E-mail: info@ural-almaz.ru, alexandr-mityagin@yandex.ru Ïîêàçàíà âîçìîæíîñòü ñîçäàíèÿ ìàò- ðè÷íûõ ôîòîïðèåìíûõ óñòðîéñòâ íà àë- ìàçå. Íà ïðèìåðå ëèíåé÷àòûõ ôîòîïðè- åìíûõ óñòðîéñòâ ðàçðàáîòàíû ïðèíöè- ïû è òåõíîëîãèÿ ïîñòðîåíèÿ. Ìíîãîýëåìåíòíûå ôîòîïðèåìíèêè � ýòî òâåð- äîòåëüíûå ïðåîáðàçîâàòåëè èçîáðàæåíèÿ äëÿ ñèñòåì òåõíè÷åñêîãî çðåíèÿ (òåïëîâèçîðû, îïòè÷åñêèå ëî- êàòîðû, ñèñòåìû êîñìè÷åñêîé ðàçâåäêè è öåëåóêà- çàíèÿ). Óëüòðàôèîëåòîâûé (ÓÔ) äèàïàçîí èçëó÷åíèÿ äàâíî èíòåðåñóåò ó÷åíûõ è ðàçðàáîò÷èêîâ àïïàðà- òóðû. Îïòîýëåêòðîííûå âàêóóìíûå ïðèáîðû òðàäè- öèîííî èñïîëüçîâàëèñü äëÿ îáíàðóæåíèÿ îïòè÷å- ñêîãî èçëó÷åíèÿ, ïîýòîìó èìåííî òàêèå èçäåëèÿ áûëè ïåðâûìè ïðèìåíåíû äëÿ äåòåêòèðîâàíèÿ â ÓÔ-äèà- ïàçîíå. Ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè âåäóùèì ìèðîâûì ïðîèçâîäèòåëÿì óæå óäàëîñü ðàçðàáîòàòü îáðàçöû ÓÔ ìíîãîýëåìåíòíûõ ôîòîïðèåìíûõ óñòðîéñòâ (ÌÔÓ), ïðåäñòàâëÿþùèõ ñîáîé ôîòîýëåêòðîííûå óìíîæèòåëè [1�3] ýëåêòðîííî-îïòè÷åñêèõ ïðåîáðà- çîâàòåëåé [4], ìèêðîêàíàëüíûå ôîòîêàòîäíûå óñòðîéñòâà [5] è óñòðîéñòâà íà îñíîâå øèðîêîçîí- íûõ ïîëóïðîâîäíèêîâ [6]. Îäíàêî ó âñåõ ýòèõ óñò- ðîéñòâ èìåþòñÿ èçâåñòíûå ñóùåñòâåííûå îãðàíè÷å- íèÿ è íåäîñòàòêè. Äëÿ ôîòîýëåêòðîííûõ óìíîæèòå- ëåé ýòî âàêóóì, âûñîêîå íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ, áîëü- øèå ãàáàðèòû è âåñ. Äëÿ ìèêðîêàíàëüíûõ ýòî âàêó- óì, íåñòàáèëüíîñòü êîýôôèöèåíòà óìíîæåíèÿ è ÷óâ- ñòâèòåëüíîñòè, èñêàæåíèå èçîáðàæåíèÿ. ×òî êàñàåò- ñÿ øèðîêîçîííûõ ïîëóïðîâîäíèêîâ, òî èõ ñ óñïåõîì ìîæåò çàìåíèòü àëìàç, êîòîðûé ïî ñâîèì ïàðàìåò- ðàì çíà÷èòåëüíî ïðåâîñõîäèò èñïîëüçóåìûå ïîëó- ïðîâîäíèêè. Ìàòðè÷íûå ôîòî÷óâñòâèòåëüíûå ýëåìåíòû íà îñíîâå ïîëóïðîâîäíèêîâ, è â îñîáåííîñòè àëìàçà, ïîçâîëÿò ñîçäàòü ìíîãîýëåìåíòíûå ÓÔ ôîòîïðèåì- íûå óñòðîéñòâà � âàæíåéøèé è íàèáîëåå âîñòðå- áîâàííûé êëàññ ïðèáîðîâ, ðàáîòàþùèõ â «ñîëíå÷- íî-ñëåïîì» äèàïàçîíå, ÷ðåçâû÷àéíî óñòîé÷èâûõ ê èîíèçèðóþùåìó èçëó÷åíèþ, æåñòêèì óñëîâèÿì âíåøíåé ñðåäû (òåìïåðàòóðà, àãðåññèâíàÿ ñðåäà, è ò. ï.) è ðàáîòàþùèõ â îòêðûòîì êîñìîñå.  äàííîé ñòàòüå ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ìàò- ðè÷íûõ ôîòîïðèåìíûõ óñòðîéñòâ íà îñíîâå àëìàçà, îïèñàíà êîíñòðóêöèÿ è òåõíîëîãèÿ èõ èçãîòîâëåíèÿ. ÀËÌÀÇÍÛÅ ÌÍÎÃÎÝËÅÌÅÍÒÍÛÅ ÔÎÒÎÏÐÈÅÌÍÛÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ ÓÔ-ÄÈÀÏÀÇÎÍÀ Îñíîâíûå ïðèíöèïû ïîñòðîåíèÿ ìàòðè÷íûõ ñèñòåì Íàèáîëåå ïðîñòîé ñõåìîé ïîñòðîåíèÿ ìàòðè÷íûõ ñèñòåì ÿâëÿåòñÿ ðåøåò÷àòàÿ ñòðóêòóðà (ìàòðèöà ñ àäðåñíûì îïðîñîì). Ìàòðèöà óñëîâíî ñîäåðæèò äâå ñèñòåìû øèí � ãîðèçîíòàëüíûå è âåðòèêàëüíûå (ðåøåòêó); íà ïåðåñå÷åíèè øèí ê íèì ïîäêëþ÷àþò- ñÿ ôîòî÷óâñòâèòåëüíûå àëìàçíûå ôîòîïðèåìíèêè (ïèêñåëû). Íåîáõîäèìûå ôóíêöèè ïèêñåëà � äåòåê- òèðîâàíèå îïòè÷åñêîãî ñèãíàëà, íàêîïëåíèå, êîììó- òàöèÿ � âûïîëíÿþòñÿ â �îáû÷íîì� ôîòîðåçèñòîðå. Ãåíåðèðîâàííûå èçëó÷åíèåì íîñèòåëè íàêàïëèâàþò- ñÿ â îáúåìå ôîòîðåçèñòîðà â òå÷åíèå âðåìåíè æèç- íè. ÓÔ-èçëó÷åíèå ýôôåêòèâíî ïîãëîùàåòñÿ òîëüêî â ïðèïîâåðõíîñòíîì ñëîå ïîðÿäêà 10 ìêì. Äëÿ òîãî, ÷òîáû ãåíåðèðîâàííûå â ïðèïîâåðõíîñòíîé îáëàñ- òè îáðàòíîé ñòîðîíû ìàòðè÷íîãî ôîòîïðèåìíèêà íåðàâíîâåñíûå íîñèòåëè çàðÿäà (ýëåêòðîíû) ñìîã- ëè çà âðåìÿ æèçíè ïðîäðåéôîâàòü ê ïðîòèâîïîëîæ- íîé ñòîðîíå è ïåðåòå÷ü â íàêîïèòåëüíóþ åìêîñòü ÿ÷åéêè ñ÷èòûâàíèÿ ìóëüòèïëåêñîðà, íà ïîëóïðîç- ðà÷íûé Pt-ýëåêòðîä íåîáõîäèìî ïîäàòü îòðèöàòåëü- íîå íàïðÿæåíèå ïîðÿäêà 200  ïðè òîëùèíå àëìàç- íîãî êðèñòàëëà 200 ìêì. Òîãäà íîñèòåëè áóäóò äðåé- ôîâàòü â ðåæèìå íàñûùåíèÿ äðåéôîâîé ñêîðîñòè (1�2)·107 ñì/ñ è çà âðåìÿ ïðîëåòà (ïîðÿäêà 10�9 ñ), ñîïîñòàâèìîãî ñî âðåìåíåì æèçíè, äîñòèãíóò ïðî- òèâîïîëîæíîé ñòîðîíû êðèñòàëëà. ×òîáû ïðèáëè- çèòü îáëàñòü ãåíåðàöèè íîñèòåëåé ê ðàáî÷åé ñòîðî- íå êðèñòàëëà ïðè çàñâåòêå ñ îáðàòíîé ñòîðîíû, ýòó ñòîðîíó ìîæíî ëîêàëüíî óòîíÿòü (ñîçäàâàòü îêíà-êî- ëîäöû) ñ ïîìîùüþ ëàçåðíûõ òåõíîëîãèé ëèáî ïî- ñðåäñòâîì ïëàçìî-õèìè÷åñêîãî òðàâëåíèÿ â àðãîí- êèñëîðîäíîé ïëàçìå. Êîììóòàöèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ ïðîñòîé ïîäà÷åé ïèòàíèÿ. Ê òî÷êàì ïåðåñå÷åíèÿ øèí ñòðîê è ñòîëáöîâ ïîä- êëþ÷àåòñÿ òîëüêî ôîòîðåçèñòîð. Ïî ãîðèçîíòàëüíûì øèíàì ïîäàþòñÿ èìïóëüñû îïðîñà, à ïî âåðòèêàëü- íûì øèíàì ñèãíàë ïåðåäàåòñÿ íà âûõîä. Õàðàêòåðèñòèêè è òåõíîëîãèÿ èçãîòîâëåíèÿ ôî- òîïðèåìíèêîâ íà îñíîâå àëìàçà ïðåäñòàâëåíû â ðà- áîòàõ [7�10] . Îáùèìè äëÿ ÓÔ- è ÈÊ-ìàòðèö ÿâëÿ- þòñÿ òåõíîëîãèè ñáîðêè ãèáðèäíûõ ïðèáîðîâ. Ìàò- ðèöà äèñêðåòíûõ ôîòîïðèåìíèêîâ � â íàøåì ñëó- ÷àå àëìàçíûõ � ñî÷ëåíÿåòñÿ ñ êðåìíèåâûì êðèñ- òàëëîì, â êîòîðîì ñôîðìèðîâàíà ýëåêòðîííàÿ ñõåìà ìóëüòèïëåêñîðà. Êàæäûé àëìàçíûé ôîòîïðèåìíèê Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 3 4 ÍÎÂÛÅ ÊÎÌÏÎÍÅÍÒÛ ÄËß ÝËÅÊÒÐÎÍÍÎÉ ÀÏÏÀÐÀÒÓÐÛ ñ ïîìîùüþ èíäèåâûõ ñòîëáèêîâ ïîäêëþ÷àåòñÿ ê ýëåêòðîííîìó êîììóòàòîðó. Ýòà êîìïîíîâêà ãèáðèä- íûõ ìàòðèö, ñîáðàííûõ ïî òåõíîëîãèè �ôëèï-÷èï�, îáëàäàåò òåì ïðåèìóùåñòâîì, ÷òî àëìàçíûé ôîòî- ïðèåìíèê óñòàíàâëèâàåòñÿ íåïîñðåäñòâåííî íà êðåì- íèåâûé êðèñòàëë, êîòîðûé çàòåì ìîíòèðóåòñÿ â êîð- ïóñ.  ÌÔÓ, ñîçäàííîì òàêèì îáðàçîì, ÓÔ-èçëó÷å- íèå ýôôåêòèâíî ïîãëîùàåòñÿ òîëüêî â ïðèïîâåðõ- íîñòíîì ñëîå òîëùèíîé ïîðÿäêà 10 ìêì. Ê íåäîñòàòêàì �ôëèï-÷èï�-òåõíîëîãèè êîìïîíîâ- êè ãèáðèäíîãî ÌÔÓ ñëåäóåò îòíåñòè: � âûñîêîå íàïðÿæåíèå ñìåùåíèÿ íà ôîòîðåçèñ- òîðå; � ñíèæåíèå êâàíòîâîé ýôôåêòèâíîñòè (ïî÷òè â äâà ðàçà) èç-çà çàñâåòêè ÷åðåç ìåòàëëè÷åñêèé ýëåêò- ðîä, ïîñêîëüêó ïëàòèíà òîëùèíîé 10 íì ïîãëîùàåò 40�60% ÓÔ-èçëó÷åíèÿ; � îãðàíè÷åíèå øàãà ìàòðèöû ðàçìåðîì 25� 30 ìêì çà ñ÷åò ñòîëáèêîâ (äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ èõ çàìûêàíèÿ ïðè ñòûêîâêå ñ êîììóòàòîðîì), ÷òî óìåíü- øàåò ýôôåêòèâíûé êîýôôèöèåò çàïîëíåíèÿ (îòíî- ñèòåëüíàÿ äîëÿ ôîòî÷óâñòâèòåëüíîé ïëîùàäè êðèñ- òàëëà). Òåì íå ìåíåå, äàííûé âàðèàíò ìîæåò ñòàòü áàçî- âûì, îñîáåííî â ïåðñïåêòèâíûõ øèðîêîôîðìàòíûõ ÌÔÓ (256×256 è áîëåå ýëåìåíòîâ), ñîçäàííûõ íà îñíîâå ãåòåðîýïèòàêñèàëüíûõ àëìàçíûõ ñòðóêòóð. Êîíñòðóêöèÿ è òåõíîëîãèÿ èçãîòîâëåíèÿ ôîòîïðèåìíîãî óñòðîéñòâà Äëÿ èçãîòîâëåíèÿ ìàòðèöû 64×64 èñïîëüçîâàëàñü ïëàñòèíà èç íàòóðàëüíîãî àëìàçà n-òèïà ðàçìåðîì 4,46×4,35×0,33 ìì ñ êîíöåíòðàöèåé àçîòà 7·1018 ñì�3 è óäåëüíûì ñîïðîòèâëåíèåì 9,4·1012 Îì·ñì. Íà îä- íîé ñòîðîíå àëìàçíîé ïëàñòèíû ôîðìèðîâàëàñü ìàò- ðèöà (èç 64×64 ôîòîðåçèñòîðîâ ðàçìåðàìè 30×30 ìêì è øàãîì 50 ìêì), à òàêæå òåñòîâûå ýëåìåíòû äëÿ âûâîäà ñèãíàëîâ îò ïèêñåëîâ ìàòðèöû (â ôîðìå ãàí- òåëåê ñ ðàçìåðàìè 30×30 ìêì è 75×50 ìêì, ïëå÷îì 50×20 ìêì). Ýëåìåíòû èçãîòîâëÿëèñü òàêèì îáðàçîì: íà ïîäñëîé òèòàíà (õðîìà) òîëùèíîé 10 íì íàïûëÿ- ëè ïëàòèíó ñ ïîñëåäóþùèì îñàæäåíèåì çîëîòà (íà- ïûëåíèåì àëþìèíèÿ) òîëùèíîé 0,8 ìêì è ôîòîëè- òîãðàôèåé ïî çîëîòó (àëþìèíèþ) äëÿ îòêðûòèÿ îêîí ÓÔ-çàñâåòêè. Ôîðìà òåñòîâûõ ýëåìåíòîâ ïîçâîëÿëà ïðèâàðèâàòü ïðîâîëî÷íûå âûâîäû, à òàêæå ïðîâî- äèòü èññëåäîâàíèÿ çîíäîì. Èíäèåâûå ñòîëáèêè ê êàæäîìó ôîòîðåçèñòîðó íà äðóãîé ñòîðîíå ïëàñòèíû èçãîòîâëÿëèñü ïîñðåäñòâîì íàïûëåíèÿ ïëàòèíû ñ ïîäñëîåì òèòàíà (õðîìà) òîë- ùèíîé 10 íì ñ ïîñëåäóþùèì íàïûëåíèåì òîëñòîãî ñëîÿ èíäèÿ è ôîòîëèòîãðàôèåé ïî èíäèþ äëÿ ôîð- ìèðîâàíèÿ ñîáñòâåííî ñòîëáèêîâ âûñîòîé 6�8 ìêì. Ïîñêîëüêó íåò ïðèíöèïèàëüíîé ðàçíèöû ìåæäó ìàòðè÷íûìè è ëèíåé÷àòûìè ôîòîïðèåìíûìè óñò- ðîéñòâàìè, äàëåå ìû ðàññìîòðèì ïðèìåð ëèíåé÷à- òîãî 2×64 ôîòîïðèåìíîãî óñòðîéñòâà. Äëÿ åãî ñîçäà- íèÿ ìû èñïîëüçîâàëè óïîìÿíóòóþ âûøå ãèáðèäíóþ êîíöåïöèþ ïîñòðîåíèÿ, ïðè êîòîðîé ðåãèñòðàöèÿ ôî- òîñèãíàëà îñóùåñòâëÿåòñÿ ëèíåé÷àòûì 2×64 ôîòî- ðåçèñòèâíûì ïðèåìíèêîì íà àëìàçå, à ñ÷èòûâàíèå ïðåäâàðèòåëüíî óñèëåííîãî ôîòîñèãíàëà � êðåìíè- åâûì ìóëüòèïëåêñîðîì. Íàìè áûë ðàçðàáîòàí è èçãîòîâëåí ñïåöèàëü- íûé ëèíåé÷àòûé ìóëüòèïëåêñîð ÌÊ6À. Ìóëüòè- ïëåêñîð èìååò ïðÿìîèíæåêöèîííûå âõîäíûå óñòðîéñòâà (âñåãî 128), êîíòàêòíûå ïëîùàäêè êîòî- ðûõ ðàñïîëîæåíû ñ øàãîì 100 ìêì. Ñëåäóåò îò- ìåòèòü, ÷òî ìóëüòèïëåêñîð ÌÊ6À ïðîåêòèðîâàë- ñÿ â ðàñ÷åòå íà äîñòàòî÷íî áîëüøèå íàêàïëèâàå- ìûå ïîä çàòâîðîì çàðÿäû (ïîðÿäêà (1�2)·107 ýëåê- òðîíîâ).  ñâÿçè ñ ýòèì îí èìååò íå ñëèøêîì áîëü- øîé êîýôôèöèåíò ïðåîáðàçîâàíèÿ çàðÿäà â âûõîä- íîå íàïðÿæåíèå ≈1,3 ìêÂ/ýëåêòðîí (âî èçáåæàíèå íàñûùåíèÿ âûõîäíîãî óñòðîéñòâà).  ñëó÷àå, êîãäà ïîëíûé íàêîïëåííûé çàðÿä (ò. å. ïðîèçâåäåíèå âõîä- íîãî òîêà íà âðåìÿ íàêîïëåíèÿ) äîñòàòî÷íî ìàë (ìå- íåå (1,5�2)·106 ýëåêòðîíîâ) è íå ïðèâîäèò ê ïåðå- ïîëíåíèþ ïîòåíöèàëüíûõ ÿì â ðåãèñòðå ïåðåíîñà èëè ê íàñûùåíèþ âûõîäíîãî óñòðîéñòâà, íåò íåîá- õîäèìîñòè îòñåêàòü ÷àñòü çàðÿäà äî ïîïàäàíèÿ â ðå- ãèñòð è íà âûõîäíîå óñòðîéñòâî.  ýòîì ñëó÷àå ïî- òåíöèàë îòñåêàþùåãî çàòâîðà óðàâíèâàþò ñ ïîòåí- öèàëîì íàêîïèòåëÿ, íàêîïëåííûé çàðÿä ïîëíîñòüþ ïåðåòåêàåò â ðåãèñòð, à íà çàòâîð àíòèáëþìèíãà ïî- äàåòñÿ ïîñòîÿííîå (íå èìïóëüñíîå) ñìåùåíèå. Äëÿ ñîåäèíåíèÿ êîíòàêòîâ ëèíåéêè ñ êîíòàêòàìè ìóëüòèïëåêñîðà èñïîëüçîâàëàñü ïåðåõîäíàÿ êåðàìè- ÷åñêàÿ ïëàòà «æóê», íåîáõîäèìîñòü êîòîðîé âûçâà- íà ñëåäóþùèì: à) êîíòàêòíûå ïëîùàäêè àëìàçíîé ëèíåéêè 2×64 âûõîäÿò íà äâå ñòîðîíû îòíîñèòåëü- íî åå öåíòðàëüíîé ÷àñòè; á) ðàññòîÿíèÿ ìåæäó öåíò- ðàìè êîíòàêòíûõ ïëîùàäîê � 74 ìêì; â) êîíòàêò- íûå ïëîùàäêè ìóëüòïëåêñîðà âûõîäÿò íà îäíó ñòî- ðîíó; ã) ðàññòîÿíèÿ ìåæäó êîíòàêòíûìè ïëîùàäêà- ìè ìóëüòèïëåêñîðà � 100 ìêì. Äëÿ ñîçäàíèÿ óêàçàííîãî âàðèàíòà ëèíåéêè áûë ðàçðàáîòàí òåõíîëîãè÷åñêèé ïðîöåññ. Ïîñëå èçãîòîâ- ëåíèÿ âñåõ ýëåìåíòîâ ñáîðêà àëìàçíîé ëèíåéêè âìå- ñòå ñ ìóëüòèïëåêñîðîì ïðîâîäèëàñü â êîðïóñå òèïà «Ìàìîíò» ñ 64 âûâîäàìè (ðèñ. 1). Ñíà÷àëà ìóëüòè- ïëåêñîð íàêëåèâàëñÿ íà êåðàìè÷åñêîå îñíîâàíèå êîð- ïóñà. Äàëåå íåïðîâîäÿùèì êëååì íàêëåèâàëàñü ïëàòà «æóê», à íà êîíòàêòû «æóêà» íàêëåèâàëàñü àëìàçíàÿ ëèíåéêà. Êîíòàêòû ëèíåéêè ñâàðèâàëèñü ïðîâîëîêîé äèàìåòðîì 30 ìêì ñ êîíòàêòàìè «æóêà» (ïî 64 êîí- òàêòà íà êàæäîé ñòîðîíå ëèíåéêè). Çàòåì ïðîâîäè- ëàñü ñâàðêà 128 êîíòàêòîâ «æóêà» ñî 128 âõîäíûìè Ðèñ. 1. Îáùèé âèä êîðïóñà «Ìàìîíò» ñ ìóëüòèïëåêñî- ðîì, «æóêîì»è àëìàçíîé ëèíåéêîé Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 3 5 ÍÎÂÛÅ ÊÎÌÏÎÍÅÍÒÛ ÄËß ÝËÅÊÒÐÎÍÍÎÉ ÀÏÏÀÐÀÒÓÐÛ êîíòàêòàìè ìóëüòèïëåêñîðà, ïîñëå ÷åãî � ïðîâîäè- ëàñü ñâàðêà 25 êîíòàêòîâ ìóëüòèïëåêñîðà ñ íîæêà- ìè êîðïóñà. Êîíòàêò îò öåíòðàëüíîé ïîëîñû ëèíåé- êè òàêæå ñâàðèâàëñÿ ñ îäíîé èç íîæåê êîðïóñà. Ïîñ- ëå ýòîãî êîðïóñ çàêðûâàëñÿ êðûøêîé (ïëàñòèíîé èç ïëàâëåíîãî êâàðöà) òîëùèíîé 0,5 ìì. Êâàðöåâàÿ êðûøêà íàêëåèâàëàñü íà êîðïóñ ÷åðåç ïðîìåæóòî÷- íóþ äèýëåêòðè÷åñêóþ ðàìêó òîëùèíîé 2 ìì (äëÿ òîãî, ÷òîáû íå ïîâðåäèòü ïðîâîëî÷íûå ñîåäèíåíèÿ). Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòîâ Íà îñíîâàíèè âûáðàííûõ ìåòîäèê è ñõåì èçìå- ðåíèÿ õàðàêòåðèñòèê ÌÔÓ áûë ðàçðàáîòàí è èçãî- òîâëåí àâòîìàòèçèðîâàííûé ñòåíä, êîòîðûé îáåñïå- ÷èâàë ïðîâåäåíèå èçìåðåíèé è îïðåäåëåíèå õàðàê- òåðèñòèê ñëåäóþùèõ ôîòîýëåêòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèåìíèêîâ èçëó÷åíèÿ è ôîòî- ïðèåìíûõ óñòðîéñòâ: òåìíîâîãî, îáùåãî è ôîòîòî- êà ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèåìíèêîâ èçëó÷åíèÿ, ñïåê- òðàëüíîé õàðàêòåðèñòèêè ÷óâñòâèòåëüíîñòè è âîëüò- àìïåðíîé õàðàêòåðèñòèêè. Ñïåêòðàëüíàÿ ÷óâñòâè- òåëüíîñòü ëèíåéêè è ìàòðèöû îïðåäåëÿëàñü ïðè çà- ñâåòêå ëàìïîé ÄÄÑ-30 íà ìîíîõðîìàòîðå ÌÄÐ-23. Ïðîöåññ ñáîðà, îáðàáîòêè, õðàíåíèÿ è âûäà÷è íà ÏÝÂÌ èíôîðìàöèè, ïîñòóïàþùåé îò ÌÔÓ, îñóùå- ñòâëÿëñÿ àâòîìàòè÷åñêè ñ èñïîëüçîâàíèåì ðàçðàáî- òàííîãî íàìè ïðîãðàìíîãî îáåñïå÷åíèÿ äëÿ âûñî- êîñêîðîñòíîãî ìèêðîêîíòðîëëåðà. Îáðàáîòêà è âè- çóàëèçàöèÿ ïîëó÷åííîé èíôîðìàöèè ïðîâîäèëàñü ñ ïîìîùüþ ÏÝÂÌ, âõîäÿùåé â ñîñòàâ èçìåðèòåëüíî- ãî ñòåíäà. Íà ðèñ. 2 ïðåäñòàâëåíà ñïåêòðàëüíàÿ ÷óâñòâè- òåëüíîñòü 122 ýëåìåíòà ôîòîïðèåìíîé ëèíåéêè 2×64 íà îñíîâå àëìàçà ñ ñîïðîòèâëåíèåì ýëåìåíòà 10,4 ÃÎì. Íàïðÿæåíèå ñìåùåíèÿ ìèíóñ 25 Â. Ëåâàÿ ãðàíèöà ôîòîîòâåòà îáóñëîâëåíà ñïåêòðîì ëàìïû. Íà ðèñ. 3 ïðèâåäåíà çàâèñèìîñòü íàïðÿæåíèÿ íà âûõîäå ìóëüòèïëåêñîðà îò íàïðÿæåíèÿ íà ëèíåéêå, ÷òî ÿâëÿåòñÿ õàðàêòåðèñòèêîé ñâåòîâîãî òîêà ëèíåéêè. Èç ðèñóíêà âèäíî, ÷òî íà÷èíàÿ ñ 85  âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ìóëüòèïëåêñîðà íå óâåëè÷èâàåòñÿ ïðè óâåëè÷åíèè íàïðÿæåíèÿ íà ëèíåéêå (õîòÿ ëèíåéêà âûäåðæèâàåò íàïðÿæåíèå äî 150 Â). Î÷åâèäíî, ïðè äàííîì íàïðÿæåíèè ìóëüòèïëåêñîð íàñûùàåòñÿ òåì- íîâûì òîêîì, ÷òî è îãðàíè÷èâàåò åãî äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ îäíîðîäíîñòè òåìíîâîãî è ñâå- òîâîãî òîêà ýëåìåíòîâ ëèíåéêè îíà áûëà îòäåëåíà îò ìóëüòèïëåêñîðà, è 20 ýëåìåíòîâ ëèíåéêè áûëè ðàñïàÿíû íåïîñðåäñòâåííî íà âûâîäû êîðïóñà «Ìà- ìîíò». Íà ðèñ. 4 ïðåäñòàâëåíû òèïè÷íûå âîëüò-àìïåð- íûå õàðàêòåðèñòèêè ýëåìåíòîâ ìàòðèöû ïðè èõ çà- ñâåòêå èçëó÷åíèåì ñ äëèíîé âîëíû 210 íì. Ïîëÿð- íîñòü íàïðÿæåíèÿ ñîîòâåòñòâóåò íàïðÿæåíèþ, ïðè- êëàäûâàåìîìó ê ôîòî÷óâñòâèòåëüíîìó ýëåìåíòó ìàò- ðèöû. Êàê âèäèì, ñâåòîâûå ÂÀÕ èìåþò ðåçêî âûðà- æåííûé íåëèíåéíûé âûïðÿìëÿþùèéñÿ âèä, ÷òî ñâÿ- çàíî ñ áîëüøèì îòëè÷èåì âðåìåíè æèçíè ãåíåðèðó- åìûõ ñâåòîì ýëåêòðîíîâ îò âðåìåíè æèçíè äûðîê. Íàèáîëåå ïðåäïî÷òèòåëüíûì ÿâëÿåòñÿ âàðèàíò, êîãäà ê ýëåìåíòó ìàòðèöû ïðèêëàäûâàåòñÿ ïîòåíöè- àë �+�, ò. å. ìóëüòèïëåêñîð äîëæåí óïðàâëÿòü ïîëî- æèòåëüíûìè ïîñòóïàþùèìè èìïóëüñàìè. Ïðè èçó÷åíèè ðàñïðåäåëåíèÿ òåìíîâîãî òîêà Iòåìí ïî ýëåìåíòàì ìàòðèöû 64×64 ïðè ðàçëè÷íûõ íàïðÿ- æåíèÿõ ñìåùåíèÿ óñòàíîâëåííî, ÷òî ñ ðîñòîì ïðè- êëàäûâàåìîãî íàïðÿæåíèÿ íà íåêîòîðûõ ýëåìåíòàõ òåìíîâîé òîê ðàñòåò íåëèíåéíî, è îäíîðîäíîñòü åãî ðàñïðåäåëåíèÿ ïî ýëåìåíòàì óìåíüøàåòñÿ. Ýòî, ïî- âèäèìîìó, ñâÿçàíî ñ ëîêàëüíûìè ìèêðîíåîäíîðîä- íîñòÿìè â àëìàçå. × óâ ñò âè òå ëü íî ñò ü, î òí . å ä. 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 100 190 210 230 250 Äëèíà âîëíû, íì Ðèñ. 2. Ñïåêòðàëüíàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü 122 ýëåìåíòà ôîòîïðèåìíîé ëèíåéêè 2×64 Í àï ðÿ æ åí èå í à âû õî äå ì óë üò èï ëå êñ îð à,  0,8 0,6 0,4 0,2 0 5 25 45 65 85 105 120 145 Íàïðÿæåíèå íà ëèíåéêå,  Ðèñ. 3. Õàðàêòåðèñòèêà ñâåòîâîãî òîêà ôîòîïðèåìíîé ëèíåéêè 0 40 80 120 Uñì,  �120 �80 �40 I, ïÀ 40 30 20 10 �10 �20 �30 �40 1 3 2 4 Ðèñ. 4. ÂÀÕ ýëåìåíòîâ ìàòðèöû 64×64: 1, 2 � òåìíîâîé òîê 48-ãî è 47-ãî ïèêñåëîâ; 3, 4 � ôîòîòîê 48-ãî è 47-ãî ïèêñåëîâ, ñîîòâåòñòâåííî Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 3 6 ÍÎÂÛÅ ÊÎÌÏÎÍÅÍÒÛ ÄËß ÝËÅÊÒÐÎÍÍÎÉ ÀÏÏÀÐÀÒÓÐÛ Îáíàðóæåíî, ÷òî ïðè áîëüøèõ íàïðÿæåíèÿõ ñìå- ùåíèÿ ôîòîòîê Iô ó áîëüøèíñòâà ýëåìåíòîâ ïðåâû- øàë îãðàíè÷åíèÿ ïî òîêó, çàäàííûå ñõåìîé èçìåðå- íèÿ (ïîýòîìó äîñòîâåðíûõ ñòàòèñòè÷åñêèõ äàííûõ ïîëó÷èòü íå óäàëîñü), à òàêæå ÷òî îòäåëüíûå ýëåìåíòû ìàòðèöû îáëàäàþò î÷åíü âûñîêîé ôîòî÷óâñòâèòåëüíî- ñòüþ ñ êðàòíîñòüþ Ê=60�70 (Ê=(Iô�Iòåìí)/Iòåìí), à ó áîëüøèíñòâà êðàòíîñòü ôîòîîòâåòà ëåæèò â èíòåð- âàëå 1�10 (ðèñ. 5). Òàêàÿ íåðàâíîìåðíîñòü ôîòî- ÷óâñòâèòåëüíîñòè òàêæå îáóñëîâëåíà âíóòðåííèìè ëîêàëüíûìè ìèêðîíåîäíîðîäíîñòÿìè êðèñòàëëà àë- ìàçà, â êîòîðûõ, î÷åâèäíî, ïðèñóòñòâóþò öåíòðû ðå- êîìáèíàöèè, ðåçêî îãðàíè÷èâàþùèå âðåìÿ æèçíè íå- ðàâíîâåñíûõ ýëåêòðîíîâ è äûðîê. Îïòèìàëüíûé ïóòü ïîâûøåíèÿ îäíîðîäíîñòè ïà- ðàìåòðîâ ìàòðè÷íûõ ôîòîïðèåìíèêîâ íà àëìàçå � èçãîòîâëåíèå èõ íà ýïèòàêñèàëüíûõ ïëåíî÷íûõ ñòðóêòóðàõ, â êîòîðûõ âîçìîæíî óïðàâëåíèå ïðèìåñ- íî-äåôåêòíûì ñîñòàâîì, âëèÿþùèì íà ýëåêòðîôè- çè÷åñêèå ïàðàìåòðû ìàòåðèàëà è, ñëåäîâàòåëüíî, íà îäíîðîäíîñòü ôîòîýëåêòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ìàò- ðè÷íûõ ôîòîïðèåìíèêîâ. Îäíîâðåìåííî çäåñü â ìåíüøåé ñòåïåíè áóäåò ñêàçûâàòüñÿ è ìàñøòàáíûé ôàêòîð, êîãäà íå íàäî áóäåò «âûòÿãèâàòü» íîñèòåëè èç îáëàñòè ãåíåðàöèè ÷åðåç âåñü îáúåì êðèñòàëëà òîëùèíîé 200�300 ìêì. Ýòîò ýôôåêò âëèÿåò íà îïòè÷åñêóþ ñâÿçü ýëåìåíòîâ ìàòðèöû è íà ñîïðîòèâëåíèå ýëåìåíòà âñëåäñòâèå ðàñòåêàíèÿ òîêà. Ïëåíî÷íûå ñòðóêòóðû ñ ðàáî÷èì ñëîåì 10�20 ìêì îáåñïå÷èëè áû òàêæå ïðèåìëå- ìûå ñ òî÷êè çðåíèÿ ðàáîòû ìóëüòèïëåêñîðà ðàáî÷èå íàïðÿæåíèÿ 5�10 Â. *** Âïåðâûå ïîêàçàíà ïðèíöèïèàëüíàÿ âîçìîæíîñòü ñîçäàíèÿ ìàòðè÷íûõ ôîòîïðèåìíûõ óñòðîéñòâ óëü- òðàôèîëåòîâîãî äèàïàçîíà íà àëìàçå, îáëàäàþùèõ âûñîêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ. Íà ïðèìåðàõ ëèíåé÷à- òûõ (2×64) è ìàòðè÷íûõ (64×64) ôîòîïðèåìíûõ óñòðîéñòâ ðàçðàáîòàíû ïðèíöèïû ïîñòðîåíèÿ è îòðà- áîòàíà èõ òåõíîëîãèÿ. Ðàçëè÷èå â ôîòî÷óâñòâèòåëü- íîñòè ïèêñåëîâ ìàòðèöû, ñâÿçàííûå, â îñíîâíîì, ñî ñòðóêòóðíûìè íåîäíîðîäíîñòÿìè àëìàçà, ìîæíî êîìïåíñèðîâàòü ïðè ïîñëåäóþùåé ýëåêòðîííîé îá- ðàáîòêå ñèãíàëà. Èçáàâèòüñÿ îò òàêèõ íåîäíîðîäíî- ñòåé ïîçâîëÿò êà÷åñòâåííûå ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèå ïëåíêè áîëüøîãî ðàçìåðà. Îäíàêî óæå ñåé÷àñ ìîæ- íî ãîâîðèòü î ðåàëüíûõ ñèñòåìàõ òåõíè÷åñêîãî çðå- íèÿ â óëüòðàôèîëåòîâîì äèàïàçîíå íà îñíîâå ñîçäàí- íûõ àëìàçíûõ ìàòðè÷íûõ óñòðîéñòâ. ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ 1. Ñîììåð À., Ôîòîýìèññèîííûå ìàòåðèàëû.� Ì.: Ýíåðãèÿ, 1973. 2. Ëèíüêîâ Â. Ëîêàöèîííûå ñèñòåìû îïòè÷åñêîãî äèàïàçîíà, êîìïëåêñîâ ÏÂÎ èíîñòðàííûõ ãîñóäàðñòâ // Çàðóáåæíîå âîåí- íîå îáîçðåíèå.� 2001.� ¹ 7.� Ð. 665�685. 3. Ãðóçäåâ Â. Í., Èâàíîâ Â. Í., Ñóðèêîâ È. Í. è äð. Äèñòàíöè- îííûå íàáëþäåíèÿ â óëüòðàôèîëåòîâîì äèàïàçîíå // Îïòè÷åñêèé æóðíàë.� 2003.� Ò. 70, ¹ 5.� Ñ. 56�59. 4. Êóâàëäèí Ý. Â., Áîðèñîâ Â. À. Îñíîâíûå õàðàêòåðèñòèêè è ìåòîäû èñïûòàíèé èçìåðèòåëüíûõ ôîòîäèîäîâ // Òåç. äîêë. XII Âñåñîþçí. ñåìèíàðà �Èìïóëüñíàÿ ôîòîìåòðèÿ�, Ëåíèíãðàä, 1988. 5. Hochedez J.-F. E., Sohuehle U. H., Pau J. L. et al. New UV detectors for solar observations // Proceedings of theSPIE.� 2003.� Vol. 4853.� P. 419�426. 6. Long J. P., Varadaraajan S., Matthews J. et al. UV detectors and focal plane array imagers based on AlGaN p-i-n photodiodes // Opto-electronics review.� 2002.� Vol. 10, N 4.� P. 251�260. 7. Ãóëÿåâ Þ. Â., Àëòóõîâ À. À., Ìèòÿãèí À. Þ. Ôîòîïðèåì- íèêè óëüòðàôèîëåòîâîãî äèàïàçîíà íà îñíîâå àëìàçà 2à òèïà äëÿ íîâîãî ïîêîëåíèÿ àïïàðàòóðû íàáëþäåíèÿ è ðàñïîçíàâàíèÿ îáúåê- òîâ // Íàóêà è òåõíîëîãèè â ïðîìûøëåííîñòè.� 2006.� ¹ 5.� Ñ. 27. 8. Àëòóõîâ À. À., Êèðååâ Â. À., Êèðèëèí Í. Ì. è äð. Ôîòî- ïðèåìíèêè äëÿ îïòîýëåêòðîííûõ ñèñòåì ÓÔ-äèàïàçîíà íà ïðè- ðîäíûõ àëìàçàõ // Ðàäèîòåõíèêà è ýëåêòðîíèêà.� 2006.� ¹ 12.� C. 1526�1529. 9. Àëòóõîâ À. À., Êëî÷êîâà À. Ì., Ìèòÿãèí À. Þ. è äð. Óëüò- ðàôèîëåòîâûå ôîòîïðèåìíèêè íà îñíîâå ïðèðîäíûõ àëìàçîâ // Ðàäèîòåõíèêà è ýëåêòðîíèêà.� 2007.� Ò. 52, ¹ 3.� C. 1�4. 10. Àëòóõîâ À. À., Ìèòÿãèí À. Þ., Ãîðîõîâ Å. Â. è äð. Àëìàç- íûå ôîòîïðèåìíèêè óëüòðàôèîëåòîâîãî äèàïàçîíà // Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå.� 2007.� ¹ 4.� Ñ. 29�31. Ðèñ. 5. Ðàñïðåäåëåíèå êðàòíîñòè ôîòîîòâåòà ýëåìåíòîâ ëèíåéêè 2×64 íà îñíîâå àëìàçà 2à-òèïà ïðè íàïðÿæåíèè ñìåùåíèÿ �25 Â Ê ðà òí îñ òü ô îò îî òâ åò à 80 60 40 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Íîìåð ýëåìåíòà ëèíåéêè