УДК: 621.382, 621.383.5

Особенности проектирования и некоторые реализации кремниевых мультиплексоров для инфракрасных фотоприемников

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Козлов А.И. Особенности проектирования и некоторые реализации кремниевых мультиплексоров для инфракрасных фотоприемников // Оптический журнал. 2010. Т. 77. № 7. С. 19–29.

Kozlov A.I. Design features and some implementations of silicon multiplexers for IR photodetectors [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2010. V. 77. № 7. P. 19–29.

Ссылка на англоязычную версию:

A. I. Kozlov, "Design features and some implementations of silicon multiplexers for IR photodetectors," Journal of Optical Technology. 77(7), 421-428 (2010). https://doi.org/10.1364/JOT.77.000421

Аннотация:

Рассмотрены особенности проектирования и организации кремниевых мультиплексоров для линейчатых и матричных инфракрасных фотоприемников. На этой основе разработаны 19 кремниевых мультиплексоров, предназначенных для совместной работы с многоэлементными фотодиодными детекторами на основе соединения кадмий–ртуть–теллур, с многоэлементными фоторезистивными детекторами на основе многослойных структур с квантовыми ямами и другими типами фотодетекторов со спектральной чувствительностью в диапазонах 3–5 и 8–16 мкм. Мультиплексоры позволяют создавать на своей основе гибридные и монолитные фотоприемники различного формата для среднего и дальнего инфракрасных диапазонов с достаточно высоким (< 0,02 K) разрешением по температуре.

Ключевые слова:

кремниевый мультиплексор, многоэлементный инфракрасный фотоприемник, кремниевая схема считывания фототоков, режим с ременной задержкой и накоплением, фотоприемник на основе многослойных структур с квантовыми ямами, фотодиод на основе соединения кадмий–ртуть–теллур

Благодарность:

Автор выражает благодарность академику А.Л. Асееву и доктору физ.-мат. наук В.Н. Овсюку за поддержку и полезные обсуждения результатов данной работы.

Коды OCIS: 040.3060, 110.3080, 130.5990

Список источников:

1. Козлов А.И., Марчишин И.В., Овсюк В.И., Шашкин В.В. Кремниевые мультиплексоры для многоэлементных фотоприемников ИК диапазона // Автометрия. 2005. Т. 41. № 3. С. 88–99.
2. Козлов А.И., Марчишин И.В., Овсюк В.И. Кремниевые мультиплексоры 320×256 для инфракрасных фотоприемных устройств на основе КТР-иодов // Автометрия. 2007. Т. 43. № 4. С. 74–82.
3. Козлов А.И., Марчишин И.В., Овсюк В.И. Кремниевые мультиплексоры 1×576 для ИК фотодиодов на основе соединений кадмий–ртуть–теллур // Микроэлектроника. 2008. Т. 37. № 4. С. 278–286.
4. Козлов А.И., Марчишин И.В., Овсюк В.Н., Асеев А.Л. Серия кремниевых мультиплексоров для КТР-фотодиодов спектрального диапазона 8–16 мкм // Оптический журнал. 2008. Т. 75. № 3. С. 60–67.
5. Васильев В.В., Голенков А.Г., Дворецкий С.А., Есаев Д.Г., Захарьяш Т.И., Клименко А.Г., Козлов А.И., Марчишин И.В., Овсюк В.Н., Рева В.П., Сидоров Ю.Г., Сизов Ф.Ф., Сусляков А.О., Талипов Н.Х. Фотоприемники на основе гетероэпитаксиальных слоев CdxHg1–xTe для среднего и дальнего ИК-диапазонов // Микроэлектроника. 2002. Т. 31. № 6. С. 414–422.
6. Козлов А.И., Марчишин И.В., Овсюк В.Н., Филиппова В.В. Унифицированные кремниевые мультиплексоры 128×128 для инфракрасных фотоприемных устройств // Автометрия. 2006. Т. 42. № 4. С. 109–118.
7. Vasilyev V.V., Klimenko A.G., Marchishin I. V., Ovsyuk V.N., Talipov N. Ch., Zaharyash Т.I., Golenkov A.G., Derkach Yu.P., Reva V.P., Sizov F.F., Zabudski V.V. MCT heteroepitaxial 4×288 FRA // Infrared Physics and Technology. 2004. V. 45. № 1. P. 13–21.
8. Hewitt M.J., Vampola J.L., Black S.H., Nielsen C.J. Infrared readout electronics: a historical perspective // Proc. SPIE. 1994. V. 2226. P. 108–119.
9. Mottin E., Pantigny P., Boch R. An improved architecture of IR FRA radout circuits // Proc. SPIE. 1997. V. 3061. P. 119–128.
10. По данным фирмы “SOFRADIR” ( www.sofradir.com).
11. Frank J.D. Off-the-shelf readout ICs standardize detector interface // Optoelectronics World. 1998. № 3. P. 23–24.
12. Nixon R.H., Cemeny S.E., Pain B., Staller C.O., Fossum E.R. 256×256 Active Pixel Sensor Camtraon-a-Chip // IEEE J. of SSC. 1996. V. 31. № 12. P. 2046–2058.
13. Kanno T., Saga M., Karwahara A., Oikawa R., Ajisawa A., Tomioka Y., Oda N., Yamagata T., Murashima S., Shima T., Yasuda N. Development of MBE grown HgCdTe 64×64 FRA for long-wavelength IR detection // Proc. SPIE. Infrared Technology XIX. 1993. V. 2020. P. 41–48.
14. Hsieh C.C., Wu C.Y., Sun T.R. A new cryogenic CMOS readout structure for infrared focal plane array // IEEE J. of SSC. 1997. T. 32. № 8. P. 1192–1204.
15. Hsieh C.C., Wu C.Y., Sun T.P., Jih F.W., Cherng Y.T. High-performance CMOS buffered gate modulation input readout circuits for IR FPA // IEEE J. of SSC. 1998. T. 33. № 8. P. 1188–1200.
16. Акимов В.Н., Еремеева Л.Е., Лисейкин В.П., Щукин С.В., Патрашин А.И., Климанов Е.А., Тимофеев А.А., Гастев С.С. Разработка охлаждаемых МОП-мультиплексоров для считывания и обработки сигнала с фотодиодных КРТ-матриц // Оптический журнал. 1995.Т. 62. № 12. С. 63–70.
17. Бовина Л.А., Болтарь К.О., Бурлаков И.Д., Климанов Е.А., Патрашин А.И., Сагинов Л.Д., Стафеев В.И., Тимофеев А.А. Фокальные матрицы на основе КРТ-фотодиодов для спектральных диапазонов 3–5 и 8–12 мкм // Оптический журнал. 1996. Т. 63. № 6. С. 74–77.
18. Стафеев В.И., Болтарь К.О., Бурлаков И.Д., Акимов В.М., Климанов Е.А., Сагинов А.Д., Соляков В.Н., Мансветов Н.Г., Пономаренко В.П., Тимофеев А.А., Филачев А.М. Матричные фотоприемные устройства среднего и дальнего инфракрасных диапазонов спектра на основе фотодиодов из CdxHg1–xTe // Физика и техника полупроводников. 2005. Т. 39. № 10. С. 1257–1265.
19. Французов А.А., Сапожникова Н.В., Феофанов Г.Н. Многоходовой электрометрический усилительмультиплексор, работоспособный при криогенных температурах // Микроэлектроника. 1996. Т. 25. № 4. С. 272–276.