Кремниевые интегральные микросхемы считывания для ИК-фотоприемных устройств на основе твердых растворов кадмий-ртуть-теллур

ФГБУН Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук (ИФП СО РАН)

ИМСС формата 384х288 с шагом между элементами 25мкм

ИМСС формата 384×288 с шагом 25 мкм (шифр lzm384x288s25, рис.1) была разработана и изготовлена в режиме «foundry» (норма 0,6 мкм).

Разработанная ИМСС обладает следующими основными характеристиками: максимальная зарядовая емкость накопительной ячейки не менее 20 миллионов электронов; частота вывода информации до 20 МГц; кадровая частота до 700 Гц; режим одновременного накопления и считывания заряда (режим IWR); возможность выбора подматрицы произвольного размера и расположения для считывания видеосигнала (режим «окна»); переключение между двумя зарядовыми емкостями ячейки считывания; встроенные цифро-аналоговые преобразователи, которые могут быть использованы для задания напряжения смещения фоточувствительных элементов; управление режимами работы с помощью последовательного интерфейса; встроенное средство тестирования накопительных ячеек.

Также по технологии XC06 была разработана ИМСС формата 640×512 с шагом 20 мкм (шифр lzm640x512s20). Основные функциональные возможности lzm640x512s20 аналогичны lzm384x288s25 за исключением возможности выбора величины  накопительной емкости между двумя фиксированными значениями.

 

Основные эксплуатационные характеристики ФПУ формата 384х288.

Наименование параметра Значение параметра
Формат матрицы ячеек считывания, элементов 384×288
Шаг ячеек считывания, мкм 25
Максимальная зарядовая емкость накопительной ячейки, миллионов электронов, не менее 20
Максимальная частота вывода информации, МГц, не менее 20
Максимальная кадровая частота, Гц, не менее 700
Количество выводов для считывания информации 4

 

Функциональные возможности мультиплексора:

  • возможность вести прием и накопление заряда от фоточувствительных элементов одновременно со считыванием сигнальной информации, полученной в процессе предыдущего акта приема и накопления заряда (режим IWR);
  • предусмотрена возможность выбора подматрицы прямоугольной формы произвольного размера и расположения, из которой будет считываться видеосигнал (режим «окна»), минимальный формат – 2×8 элементов;
  • предусмотрена возможность выбора величины зарядовой емкости ячейки между двумя фиксированными значениями с помощью интерфейса управления;
  • реализованы встроенные цифро-аналоговые преобразователи, которые могут быть использованы для задания напряжения смещения фоточувствительных элементов. 

Технико-экономические преимущества

Из сравнения разработанных ИМСС с импортными аналогами ISC0402 фирмы FLIR и прямоинжекционной ИМСС, входящей в состав приемника SIRIUS LW фирмы Sofradir следует, что lzm640x512s20v4 обгоняет конкурентов по величине зарядовой емкости и кадровой частоте. Поскольку ИМСС полностью спроектирована в России, можно быть уверенными в безопасности данной схемы считывания и в ее относительной импортонезависимости. 

Области применения

Разработанные схемы считывания могут применяться при изготовлении охлаждаемых гибридных ИК фотоприемников на для диапазонов длин волн от 3 до 14 мкм с архитектурой фоточувствительных ячеек типа n-на-p или эквивалентной. 

Уровень практической реализации

ИМСС формата 384×288 готовы к выпуску единичных изделий в режиме “foundry”. Требуется доработка проекта для повышения процента выхода годных ИМСС. Для ИМСС формата 640×512 с шагом 20 на основе готового проекта возможен выпуск опытных образцов.

 

Адрес: 630090 Новосибиpск, пp. Ак.Лавpентьева 13, ИФП СО РАН

Тел.: +7(383)330-90-55

Факс: +7(383)333-27-71

E-mail: ifp@isp.nsc.ru

Сайт: www.isp.nsc.ru