JP2013040929A - 赤外線熱影像アレーモジュールの検証装置と検証方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】主に本発明の赤外線熱影像アレーモジュールの検証装置と検証方法は、熱影像モジュール規格設計、エピタキシャルと光学物性検証を含み、先ずエピタキシャルパラメーターの校正を行う。単乙型感知部品製造工程と変温光電量測定検証を行い、これによりエピタキシャルは感知部品の低温変温と変圧測定校正を完成する。焦平面アレー製造工程とその光電均一度の検証を行い、暗電流均一度テストを行う。焦平面アレーと信号読み出し集積回路の接着と研磨製造工程検証を行い、感知モジュールと信号読み出し集積回路間にインジウム接着を行い光電信号を転換する。熱影像品質統合テスト検証を行い、最適駆動と制御出力パラメーター分析と測定を調整する。熱影像アレーモジュール雛形を継続して行い、インジウム柱接合方式を利用し、焦平面感知アレーと接合し、影像感知アレーモジュール雛形を完成することができる。
【選択図】図1
Description
2002年には日本のMasalkarなどが(特許文献1)、感知構造中の多重量子井製造工程構造の改良と製造工程を簡略化するステップを提出した。これによれば、赤外線センサの検知測定効率を効果的に向上させることができる。
また2004年には米国のJeffrey B.Bartonなどが(特許文献2)、リン化インジウム基板に新設計の近赤外線光探知構造を利用し、モジュール製造工程改良方法を提出し、アレー構造探知に用いている。
さらに2005年には米国のMichael G.Engelmannなどが(特許文献3)、大画素の高解析度可視光と近赤外線光アレー方影像センサーモジュール構造に対して改良構造を提出し、同年にはFrederick E.Kochなどが(特許文献4)、量子ドット赤外線焦平面アレーモジュール構造CMOS信号読み取り回路構造の熱影像応用を初めて提出した。
よって、本発明は上記問題に対して一種の赤外線熱影像アレーモジュール検証を提出し、伝統的な熱影像感知材料、異質接合と影像表示の構造と製造プロセスの欠点を改善するだけでなく、さらに異なる熱影像感知材料、異質接合と影像表示の構造と製造プロセスに応用可能で、各種熱影像アレーモジュール中のエラー探知効率を向上させ、上記問題を解決することができる。
先ずエピタキシャルパラメーターの校正を行い、
検証合格後、単乙型赤外線センサ製造工程と変温光電量測定検証を行い、実際にエピタキシャルは導熱接着絶縁テストを完成し、金線により同軸導線或いは低ノイズ信号線を導出し、低温変温と変圧を経て、暗電流、暗電気抵抗、反応スペクトル、探知検査度校正を測定し、
この検証合格後は、焦平面アレー製造工程とその光電均一度の検証を行い、
不合格であれば、熱影像モジュール規格設計、エピタキシャルと光学物性検証に戻り、 合格後は、続けて該焦平面アレー製造工程と光電均一度の検証を行い、設定した赤外線センサ規格に符合させ、焦平面アレー製造工程を行い、製作プロエスは単乙型パラメーターを使用しアレー製作を行い、この後、テスク区域を選定し暗電流均一度テストを行い、 この検証合格後は、焦平面アレーと信号読み出し集積回路の接着と研磨製造工程検証を行い、
不合格であれば、熱影像モジュール規格設計、エピタキシャルと光学物性検証に戻り、 合格後は、焦平面アレーと信号読み出し集積回路の接着と研磨製造工程検証を行い、平面検知モジュールと信号読み出し集積回路間にインジウム接着を行い、感知アレーモジュールは光電信号を転換し、
この検証合格後は、続けて該熱影像品質統合テスト(光機を含む)検証を行い、
不合格であれば、焦平面アレー製造工程とその光電均一度の検証に戻り再び検証を行い、
合格後は、続けて該熱影像品質統合テスト(光機を含む)検証を行い、最適駆動と制御出力パラメーターを調整し、モジュール熱影像品質の分析と測定を行い、
この検証合格後は、該熱影像アレーモジュール雛形を継続して行い、
不合格であれば、焦平面アレーと信号読み出し集積回路の接着と研磨製造工程検証に戻り再び検証を行い、
合格後は、続けて該熱影像アレーモジュール雛形を行い、インジウム柱接合方式を利用し、焦平面感知アレーと接合し、各アレーユニット内の光電流を積分キャパシタ信号に保存し、行と列多重選択器ユニットは順番に信号出力端を経て、センサー緩衝板モジュールと影像処理システム内に出力し影像信号処理を行い、影像感知アレーモジュール雛形を完成し、
こうしてアレー検知モジュールの性能を向上させ、探知モジュールの検証に要する時間を短縮することができることを特徴とする赤外線熱影像アレーモジュールである。
焦平面アレーと信号読み出し集積回路の影像チップモジュールとフィルター、冷隔離入管が置き入れられて、外部が赤外線レンズ接合される検証低温真空冷却可能チャンバー、
該焦平面アレーと該信号読み出し集積回路の影像チップと影像処置モジュール間のインターフェース駆動モジュールとされるセンサー緩衝板モジュール、
影像データ信号を処理し出力する影像表示処理回路モジュール、
指令全体と影像信号の出力を制御し、ホストコンピュータに連結する制御プロセッサー、
を包含することを特徴とする、検証装置としている。
請求項2の発明は、請求項1記載の検証装置において、前記影像表示処理回路板は、
アナログ信号をデジタル信号に転換するアナログデジタル転換回路、
信号処理と制御回路に基づき、影像データを出力する出力影像データ信号処理と制御回路、
クロック信号を生成するプログラマブルクロック生成回路、
電源を制御プロセッサーに提供するプログラマブルパワーサプライ回路、
を包含することを特徴とする検証装置としている。
請求項3の発明は、請求項1記載の検証装置において、前記主クロックはバーチャル儀器を経て伝送キーはコンピュータに供給され、制御指令全体と影像信号出力構造はRS232インターフェースによりホストコンピュータ中のBit I/Fインターフェースカードに連結され指令とI/O機能とすることを特徴とする検証装置としている。
合格後は、該熱影像品質統合テスト検証を継続し、最適駆動と制御出力パラメーター分析と測定を調整する。不合格であれば、焦平面アレーと信号読み出し集積回路の接着と研磨製造工程検証に戻り再び検証を行う。合格後は、該熱影像アレーモジュール雛形を継続して行い、インジウム柱接合方式を利用し、焦平面感知アレーと接合し、影像感知アレーモジュール雛形を完成することができる。
検知モジュール赤外線貫通基板102は検知モジュールの品質の優劣を選択し、即波長帯を受け取る赤外線の貫通率に影響を及ぼす。
ボトムヘビードープコンタクト層104において、赤外線は半導体と導電金属オームの接触品質に影響を及ぼす。
赤外線吸収層106(活性層)は、赤外線の影響光導電利得、量子効率を吸収する。
本質層108(空乏層)は、赤外線の厚みと真性濃度を吸収し、量子効率と赤外線センサの暗電流値に影響を及ぼす。
エネルギーバリヤブロッキング層110は、赤外線センサのインピーダンスに影響を及ぼし、高注入光電流効率、赤外線センサ暗電流値、操作温度下活性化能値に符号させる。
トップヘビードープコンタクト層112は、オームコンタクト特性と光電子流出力の効率に影響を及ぼす。
実際にエピタキシャルは導熱接着剤の粘着テスト絶縁を完成し、金ワイヤーにより同軸導線或いは低ノイズ信号線を経て導出し、低温変温と変圧測定暗電流、暗電気抵抗、反応スペクトラル、探知検知度校正を経て、該検証に合格後、焦平面アレー製造工程及びその光電均一度検証30を行う。不合格であれば、熱影像モジュール規格設計、エピタキシャルと光学物性検証10に戻り再び検証を行う。
合格後は、該焦平面アレー製造工程及びその光電均一度検証30を行い、設定に符号した赤外線センサ規格により、焦平面アレー製造工程を行う。プロセスは使用する単乙型パラメーターによりアレー政策を行う。この後、テスト区域を選定し、暗電流均一度テストを行う。続いて、選定テスト区域は暗電流均一度のテストを行い、該検証に合格後は焦平面アレーと信号読み出し集積回路接着と研磨製造工程検証40を行う。不合格であれば、熱影像モジュール規格設計、エピタキシャルと光学物性検証10に戻り再び検証を行う。
行サンプルを保持し、回路ユニットを拡大418し、積分キャパシタ1020に保存し、感知した信号/ノイズ比(S/N比)を注入ユニット412に入力する。該注入ユニット412は積分キャパシタ1020に電荷信号を注入し、出力端に出力する。
アンプモジュールユニット、信号増益拡大。
行414と列416多重選択器ユニットは感知ユニット一順序をピックアップする。
クロック生成制御ユニット420は、主クロック426により読み取りと信号積分時間を制御し、該検証に合格後は、影像統合テスト(光機システムを含む)検証50を行う。不合格の場合には焦平面アレー製造工程及びその光電均一度検証30に戻り再び検証を行う。
その内、低温真空冷却可能チャンバー502は焦平面アレーと信号読み出し集積回路の影像チップモジュールとフィルター、冷隔離入管、外部と赤外線レンズ接合させる。
センサー緩衝板モジュール524は焦平面アレーと信号読み出し集積回路の影像チップと影像処置モジュール間のインターフェース駆動モジュールである。
影像表示処理回路モジュール526は影像データ信号を処理し出力する。
制御プロセッサー522は指令全体と影像信号の出力を制御し、ホストコンピュータに連結する。
該検証に合格後は熱影像アレーモジュール雛形完成60を行い、不合格の場合には焦平面アレーと信号読み出し集積回路接着と研磨製造工程検証40に戻り、再び検証を行う。
この後、同一片の赤外線センサエピタキシャル片の一部分(約チップ総面積の1/4〜1/5)を切り取り、単乙型赤外線センサ製造工程と変温光電測定検証20を行い、主に実際エピタキシャル完成赤外線センサ構造と設計部品構造間の光電特性と品質の差異を確認する。
量子井赤外線センサ構造製造工程においては、プラットフォーム式定義赤外線センサ区域製造工程の後にサイクル性光柵構造を追加しなければならない。その構造は1次元棒状或いは2次元方形或いは菱形形態で、光柵間距離と高度は1〜5μmと10〜500nm間のエッチング方法とプラットフォーム式感知定義区域製造工程方式と同様である。以上は単乙型赤外線センサ製造工程の主要なステップで、その目的はこの製造工程パラメーターを使用し作られた後、焦平面アレー構造製作の参考パラメーターとすることである。
最後に、図4に合わせて示すように、単乙型感知チップに類似し、先ず導熱接着剤により68或いは84ピンのチップベース上に固着する。ベース上のボンディングピン連結方式は焦平面アレーと信号読み出し集積回路内のトンネル出力端点70、偏圧と電源端点72、クロック端点74、チップ温度感知ダイオード出力端点76と出力モジュール端点78である。上記各端点はそれぞれ感知転換出力信号、電源信号、クロック及びシンクロ駆動入力出力I/O信号、テストダイオード信号と操作温度検査測定信号である。
低温操作の焦平面アレー環境制冷器制御温度は40〜150K±0.5Kで、封入内部真空圧力は10E-5〜5E-2torrである。両点均一度影像品質補償後のその影像画面均一度は>98%で、EPAモジュール探知検査ユニット操作率は>95%で、最後に一組の影像モジュール雛形60を完成する。
20 単乙型赤外線センサ製造工程と変温光電測定検証
30 焦平面アレー製造工程及びその光電均一度検証
40 焦平面アレーと信号読み出し集積回路接着と研磨製造工程検証
50 影像統合テスト(光機システムを含む)検証
60 熱影像アレーモジュール雛形完成
102 検知モジュール赤外線貫通基板
104 ボトムヘビードープコンタクト層
106 赤外線吸収層
108 本質層
110 エネルギーバリヤブロッキング層
112 トップヘビードープコンタクト層
114 上電極区
116 赤外線センサ表面絶縁被覆層
118 インジウム柱
1010 下電極区
1012 可能をP-MOSFETトランジスターに出力
1014 P-MOSFETトランジスター切り換えを出力及び再び設置
1016 赤外線センサを調整しP-MOSFETトランジスターを偏圧
1018 可能をP-MOSFETトランジスターに再び設置
1020 積分キャパシタ
1022 可能端点を選択
1024 偏圧を端点に注入
1026 端点を再び設置
1028 負端端点
1030 信号出力端
412 注入ユニット
414 行多重器
416 列多重器
418 行サンプルを保持し、回路ユニットを拡大
420 クロック生成制御ユニット
424 線クロック
426 主クロック
428 行選択ポート
2110 列ポートを再び設置する
2111 列選択ポート
2112 列ポートを再び設置する
2113 Aトンネル出力端
2114 Bトンネル出力端
70 トンネル出力端点
72 偏圧と電源端点
74 クロック端点
76 チップ温度感知ダイオード出力端点
78 出力モジュール端点
502 低温真空冷却可能チャンバー
504 信号転換阻害拡大と補償
506 緩衝増益機能
508 焦平面アレーモジュール
510 クロック生成モジュール
512 偏圧確立モジュール
526 影像表示処理回路モジュール
514 アナログデジタル転換回路
516 出力影像データ信号処理と制御回路
518 プログラマブルクロック生成回路
520 プログラマブルパワーサプライ回路
522 制御プロセッサー
524 センサー緩衝板モジュール
802 赤外線光信号
804 検知モジュール背面接光区
806 信号読み出し集積回路上の光電流入力端
808 信号読み出し集積回路の読み取り回路チップ
810 列多重器(多重通信装置)
812 行多重器
814 信号出力端
Claims (3)
- 赤外線熱影像アレーモジュールの検証装置において、光機システムを含む熱影像統合テスト検証に用いられるモジュールを包含し、該モジュールは、
焦平面アレーと信号読み出し集積回路の影像チップモジュールとフィルター、冷隔離入管が置き入れられて、外部が赤外線レンズ接合される検証低温真空冷却可能チャンバー、
該焦平面アレーと該信号読み出し集積回路の影像チップと影像処置モジュール間のインターフェース駆動モジュールとされるセンサー緩衝板モジュール、
影像データ信号を処理し出力する影像表示処理回路モジュール、
指令全体と影像信号の出力を制御し、ホストコンピュータに連結する制御プロセッサー、
を包含することを特徴とする、検証装置。 - 請求項1記載の検証装置において、前記影像表示処理回路板は、
アナログ信号をデジタル信号に転換するアナログデジタル転換回路、
信号処理と制御回路に基づき、影像データを出力する出力影像データ信号処理と制御回路、
クロック信号を生成するプログラマブルクロック生成回路、
電源を制御プロセッサーに提供するプログラマブルパワーサプライ回路、
を包含することを特徴とする検証装置。 - 請求項1記載の検証装置において、前記主クロックはバーチャル儀器を経て伝送キーはコンピュータに供給され、制御指令全体と影像信号出力構造はRS232インターフェースによりホストコンピュータ中のBit I/Fインターフェースカードに連結され指令とI/O機能とすることを特徴とする検証装置。
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