Конструктивно-технологические аспекты создания кремниевых цветных фотоячеек с глубинным цветоделением на изотипных P+-P переходах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат технических наук Горшкова, Наталья Михайловна

• Горшкова, Наталья Михайловна
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Горшкова, Наталья Михайловна

Введение.

Глава 1. Общие принципы регистрации и обработки фотосигналов для формирования цветного изображения. I , 1 >

1.1. Элементы" зрительного восприятия и спектральные характеристики излучения оптического диапазона.

1.1.1. Способы считывания и регистрации изображения.

1.1.2. Основы теории цвета.

1.2. Колориметрические характеристики излучения и особенности современных систем кодировки цвета (XYZ, RGB).

1.3. Основные типы кремниевых фотоприёмников изображения, преимущества фотоприёмников с глубинным цветоделением.

1.4. Спектральная чувствительность кремниевых фотодиодов и принцип глубинного цветоделения.

1.5. Преимущества использования биполярных транзисторов для считывающих электронных схем при проектировании матричных приёмников цветного изображения.

1.6. Выводы.

Глава 2. Метод формирования и коррекции формы спектральной чувствительности кремниевых фотоэлементов.

2.1. Коррекция спектральной чувствительности фотоэлементов.

2.2. Профилирование распределения бора в асимметричных п+-р кремниевых фоточувствительных структурах.

2.3. Новый способ интеграции нескольких спектральных компонент в одном фотоэлементе.

2.4. Исследование влияния разброса технологических параметров на спектральную чувствительность р+-р и р-п структур, изготовленных по КМОП технологии.

2.5. Выводы.

Глава 3. Оптимизация конструкции и формы спектральных характеристик интегрированных цветных фотоячеек с глубинным цветоделением на потенциальных барьерах.

3.1. Оптимизация формы спектральных характеристик цветных фотоячеек с глубинным цветоделением в критериях стандартных цветовых координат.

3.1.1. Специфика формирования «сине-зеленого» и «зелено-красного» барьерных р+ слоев.

3.1.2. Устранение смыкания барьерныхр+ слоев.

3.1.3. Взаимное расположение «сине-зеленого» и «зелено-красного» потенциальных барьеров.

3.2. Подавление паразитной чувствительности в инфракрасной области и повышения разрешающей способности матричного фотоприёмника цветного изображения.

3.3. Выводы.

Глава 4. Влияние многослойного диэлектрического покрытия Si3N4-<PCC-Si02 на спектральную чувствительность элементов матричных КМОП фотоприёмников.

4.1. Экспериментальное исследование спектральной чувствительности фотоэлементов.

4.2. Моделирование пропускания многослойного диэлектрического покрытия фотоэлемента.

4.3. Сопоставление экспериментальных и расчетных зависимостей.

4.4. Оптимизация пропускной способности диэлектрического покрытия.

4.5. Технические рекомендации.

4.6. Выводы.

Глава 5. Исследование и развитие методов технологической интеграции биполярных и КМОП транзисторов в структуре фотоприёмных аналого-цифровых микросхем с субмикронными размерами элементов.

5.1. Использование фотослоев для формирования биполярных транзисторов в базовом КМОП процессе.

5.2. Разработка и исследование тестовых кристаллов.

5.3. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Конструктивно-технологические аспекты создания кремниевых цветных фотоячеек с глубинным цветоделением на изотипных P+-P переходах»

Актуальность работы

При разработке современных матричных приемников цветного изображения (МПЦИ) для цифровой фото- и видеоаппаратуры одним из основных требований является относительная простота конструкции элементарной фотоприемной ячейки и совместимость соответствующей технологии с базовыми операциями микроэлектроники. Традиционные кремниевые фотосенсоры для получения цветного изображения используют полимерные микролинзы и цветные фильтры, что требует дополнительных технологических операций. Полимерные микролинзы, как известно, из-за своего органического происхождения весьма чувствительны к воздействию высоких температур и быстро блекнут при частом попадании на них прямых солнечных лучей. Возможно отказаться от систем с мозаикой цветных фильтров над матрицей неселективных фотоприемников и перейти к чисто полупроводниковым цветным фотоприемным устройствам на принципах глубинного цветоделения.

В основе глубинного цветоделения лежит зависимость глубины поглощения света в полупроводниках от длины волны квантов. Имеющиеся к настоящему времени предложения по созданию чисто кремниевых селективно чувствительных фотоприемных ячеек для систем регистрации цветного изображения предполагают использование сложных транзисторо- и тиристороподобных пространственных структур. В этих структурах электрические поля встречных р-п переходов разделяют фототок на компоненты, отвечающие фотогенерации в заглубленных слоях фоточувствительной структуры р или п типа проводимости. Толщина многослойной структуры достигает 8 мкм. Существует проблема совмещения процессов производства кремниевых МПЦИ на основе глубинного цветоделения и считывающей КМОП электронной схемы, интегрированных на одном кристалле. За рубежом проблема совмещения технологических процессов решена путём использования многослойной эпитаксиальной структуры. Этот уникальный технологический процесс значительно повышает стоимость изделий. Попытка создать МПЦИ на основе глубинного цветоделения без прецизионной многослойной эпитаксии успеха не принесла.

В России осуществляется программа создания МПЦИ на основе типового КМОП процесса с участием ООО «Юник Ай Сиз» и концерна X -FAB. В основу программы заложена идея разделения фототоков на цветовые компоненты в структуре с изотопными р+ - р переходами и реализация подобных структур в КМОП технологии. Однако, на начальном этапе работы оставались неясны ключевые вопросы: достаточны ли встроенные потенциалы для разделения фототоков в требуемом динамическом диапазоне, возможно ли восстановление цветного изображения по регистрируемым фототокам, совместим ли процесс создания МПЦИ с типовым КМОП процессом.

Светочувствительность МПЦИ и контрастность изображения зависят не. только от спектральных характеристик фотоячеек, но и от параметров считывающей электронной схемы. С уменьшением размеров КМОП транзисторов ухудшаются их усилительные свойства, а шумы, напротив, возрастают. Для промышленных применений и высококачественной бытовой видеотехники перспективной считается БиКМОП технология, совмещённая с процессами изготовления фотоячеек.

Настоящая диссертация посвящена исследованиям спектральных характеристик и электрических параметров фотоячеек МПЦИ и биполярных транзисторов, реализуемых в едином технологическом процессе.

Целью работы является развитие методики проектирования МПЦИ в части оптимизации ряда технологических параметров, обеспечивающих совместимость фоточувствительных ячеек с КМОП или БиКМОП технологическими процессами.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Проведён сравнительный анализ основных конструктивных вариантов ячеек МПЦИ.

2. Проведено исследование влияния разброса технологических параметров по энергии имплантации на спектральную чувствительность фотоячейки на изотипных р+-р переходах.

3. Разработана методика оптимизации режимов одновременного формирования фотоячейки и совместных с ней элементов КМОП и БиКМОП структур при использовании аналитического расчёта потоков неосновных носителей в этих структурах и численном расчёте концентраций легирующих примесей.

4. Предложены новые структуры биполярных транзисторов, интегрированные в структуру МПЦИ, разработанные с учётом проведённых исследований указанного разброса характеристик фотоячеек.

Положения выносимые на защиту:

1. Эффективное управление цветоделением в кремниевых фотоячейках на изотипных р+-р переходах достигается вариацией основных технологических параметров имплантации. Формирование р+- областей осуществляется имплантацией бора с энергией до 1 ООО кэВ в рамках КМОП процесса.

2. Оптимальное цветоделение в критериях современной теории колориметрии обеспечивается при расположении максимумов концентраций р+- слоёв в фотоячейках на глубинах 0.4, 1.25 и 2.5 мкм.

3. Изменение спектральной чувствительности р+-р перехода в три раза меньше по сравнению с р-п переходом при одинаковом смещении профиля легирования, связанного с технологическим разбросом.

4. Для предотвращения размывания профиля легирования бора в процессе термообработок при совмещении фотоячейки с КМОП приборами в едином технологическом процессе необходимо имплантировать дополнительный (компенсирующий) слой фосфора с энергией 900кэВ и дозой 1.3-1013см"2.

5. Предложена и реализована новая физическая структура матричного приёмника цветного изображения включающая массив фотоячеек с глубинным цветоделением, КМОП и биполярные п-р-п и р-п-р транзисторы.

Научная новизна работы

1. Впервые показано, что технологические ограничения КМОП процесса, связанные с разбросом энергии имплантации, не оказывает существенного влияния на спектральные характеристики фотоячейки с глубинным цветоделением и, как следствие, на качество цветопередачи.

2. Предложены алгоритмы оптимизации энергий и доз разделительных р+ имплантаций. Определены соответствующие глубины и концентрации р+ барьеров в изготовленных цветных фотоячейках.

3. Разработаны новые конструктивные решения и топология вертикально-интегрированных цветных фотоячеек для матрицы кремниевого приёмника цветного изображения.

4. Предложена новая физическая структура БиКМОП микросхемы, включающая одновременно биполярные п-р-п и р-п-р транзисторы, КМОП приборы и фотоячейки на основе глубинного цветоделения. Для создания биполярных транзисторов использованы элементы физической структуры, уже имеющиеся в составе микросхемы МПЦИ.

Практическая значимость работы

1. Повышение производительности проектных работ достигается применением новой методики оптимизации режимов одновременного формирования фотоячейки и совместных с ней элементов КМОП и БиКМОП структур при использовании аналитического расчёта потоков неосновных носителей в этих структурах и численном расчёте концентраций легирующих примесей.

2. Рекомендованные режимы легирования структур используются в производстве МПЦИ. Для эффективного цветоделения в фотоячейках глубина расположении максимумов концентраций р+- слоёв составляет 0.4, 1.25 и 2.5 мкм. Во избежание предотвращения размывания профиля легирования бора в процессе термообработок при совмещении фотоячейки с КМОП приборами в едином технологическом процессе необходимо имплантировать дополнительный слой фосфора с энергией 900кэВ и дозой 1.3-1013см"2.

3. Новые конструктивные решения позволяют оптимизировать БиКМОП структуры и фотоприёмную ячейку с глубинным цветоделением.

4. Материалы диссертации использованы в учебном процессе.

5. Патенты и заявки на изобретения обеспечивают патентную защиту новых изделий электронной техники.

Внедрение результатов работы

1. Результаты диссертационной работы использованы при выполнении двух НИОКР: «Создание матричных фотоприёмников для устройств мобильной связи», «Разработка устройств передачи информации», что подтверждено актом внедрения от ООО «Юник Ай Сиз».

2. Результаты работы применялись в НИР «Эгида» лаборатории микро-и наноэлектроники Института радиотехники и электроники Российской академии наук, что отмечено в акте внедрения.

3. Материалы диссертации использованы при подготовке учебных пособий «Аналого-цифровые схемы», «Проблемы технологии и проектирования микроэлектронных устройств» в рамках обеспечения инновационной образовательной программы для магистров кафедры микроэлектроника факультета «Электронных технологий, материалов и оборудования» (ЭТМО) в Московском государственном институте электронной техники, что подтверждено актом внедрения в учебный процесс.

Достоверность научных положений, результатов и выводов

Теоретические исследования, проведённые в данной работе с помощью методов математического анализа и численного моделирования, базируется на фундаментальных положениях физики полупроводников и полупроводниковых приборов. Реализованная на практике цветная матрица изображения с разрешением 640x512x3 на основе конструкции фотоячейки с глубинным цветоделением на изотипных р+ — р переходах демонстрирует согласие развитых теоретических положений и результатов численного моделирования с экспериментальными данными.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены и обсуждались на следующих конференциях:

• Международная конференция «Микро- и наноэлектроника 2005», г. Звенигород, 2005;

• V Международной научно-технической конференции «Электроника и информатика - 2005», г.Москва, Зеленоград, МИЭТ, 2005;

• XLVIII НТК МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук», г. Москва, МФТИ, 2005;

• 13-ой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2006», г.Москва, Зеленоград, МИЭТ, 2006;

• XIX МНТК по фотоэлектронике и приборам ночного видения 2006, г.Москва, ФГУП НПО «Орион», 2006;

• XVII Международной научно-технической конференции «Лазеры в науке, технике, медицине 2006», г.Сочи, МНТОРЭС им.А.С.Попова, 2006;

• II Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы разработки перспективных микроэлектронных систем — 2006», М.: ИППМРАН, 2006;

• МНТК «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», INTERMATIC-2006, г.Москва, МИРЭА, 2006;

• 49-ой научной конференции МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук 2006», г.Москва, МФТИ, 2006;

• Международная конференция «Микро- и наноэлектроника 2007», г. Звенигород, 2007 г.

Работы по теме диссертации поддержаны двумя грантами Благотворительного фонда содействия отечественной науке в области естественных и гуманитарных наук по программе «Лучшие аспиранты РАН» за 2007 и 2008 гг.

Публикации

По теме диссертации опубликованы 17 научных работ, из которых 3 статьи в журналах «Радиотехника и электроника», «Нано- и микросистемная техника», 1 статья в международном сборнике научных трудов «Proceedings of SPIE» и 10 тезисов докладов на научно-технических конференциях. Новые технические решения защищены тремя патентами на изобретения РФ.

Объём и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, приложений, содержащих акты об использовании результатов работы, списка литературы, содержит 141 страницу текста. Список литературы включает 75 наименований.

Заключение диссертации по теме «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника на квантовых эффектах», Горшкова, Наталья Михайловна

Основные результаты выполненных исследований могут быть сформулированы следующим образом:

1. Показано, что для эффективного цветоделения в кремниевых фотоприёмных структурах вместо встречных р-п переходов можно использовать изотипные р+-р энергетические барьеры, возникающие при имплантации слоёв с перепадом концентрации около двух порядков.

2. Вертикальная интеграция чувствительных элементов «красного», «зелёного» и «синего» участков спектра в структурах фотоячеек за счёт латеральной диффузии электронов в р+-р-р+ каналах между барьерными слоями обеспечивает эффективную доставку фотоэлектронов к удалённым контактным п+ площадкам.

3. Эффективная оптимизация спектральной чувствительности элементов цветной фотоячейки в критериях современной теории колориметрии обеспечивается вариацией глубин расположения барьерных слоёв. При этом разброс квантовой спектральной чувствительности при технологическом разбросе по энергиям имплантации, приводящим к смещению границы цветоделения по глубине на ± 0.1 мкм, составляют 12% для р-п перехода, 4% для изотипного р+-р перехода.

4. Наиболее существенным оказалось расстояние по глубине между барьерами для сбора компоненты фототока отвечающей «зелёному» участку спектра. Предложено использовать компенсирующий п ~ слой для устранения смыкания барьерных р+ слоёв.

5. Для подавления фоточувствительности цветной фотоячейки в инфракрасной области спектра необходимо применять эпитаксиальные подложки или //-барьерный слой.

6. В процессе исследований экспериментальных образцов МПЦИ было выявлено снижение спектральной чувствительности фотоячеек на длинах волн, соответствующим «зелёным» компонентам спектра. Устранить влияние диэлектрического покрытия на спектральную чувствительность возможно с помощью вытравливания слоёв Si3N4-OCC над фоточувствительным участком ячейки на финишном этапе изготовления без термообработок и изменения термического бюджета технологического процесса.

7. Полученные результаты обеспечивают интеграцию в рамках КМОП процесса на одном кристалле кремниевых фотоприёмников с высокими техническими характеристиками, считывающей и обрабатывающей электронных схем.

8. Результаты практических разработок отражены в Актах внедрения. Новизна технических решений подтверждена патентами на изобретения.

9. Основное содержание диссертации опубликовано в работах [59-75].

В заключении автор считает своей приятной обязанностью выразить искреннюю благодарность своему научному руководителю д.ф. -м.н., профессору Виктору Александровичу Гергелю за постоянное внимание и творческий интерес к работе, к.ф. - м.н. Игорю Валерьевичу Ванюшину за совместное участие в работе, д.т.н., профессору Юрию Фёдоровичу Адамову, д.т.н., профессору Юрию Ивановичу Тишину, к.т.н. Владимиру Александровичу Зимогляду за проявленный интерес и поддержку на всех этапах работы над диссертацией.

Список использованных сокращений

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь БИС — большая интегральная схема

БиКМОП — биполярная комплементарная структура металл-окисел-полупроводник

ИК диапазон - инфракрасный диапазон ИС — интегральная схема

КМОП - комплементарная структура металл-окисел-полупроводник

МПЦИ - матричный приёмник цветного изображения

ОПЗ - область пространственного заряда

ПЗС — прибор с зарядовой связью

СКО - среднеквадратичное отклонение

УКВ - ультракоротковолновый

УКВ - ультракороткие волны

ЧКХ - частотно-контрастная характеристика

ФСС - фосфороселикатное стекло

ЦК - цветовые координаты

ЦКС - цветовая координатная система

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Горшкова, Наталья Михайловна, 2008 год

1. Физиология сенсорных систем. Физиология зрения. 4.1. JL: Наука, 1971.-416 с.

2. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. Перевод с английского. Под ред. Чочиа П.А. -М.: Техносфера, 2005. — 1072с.

3. CIE S 014-2/Е: 2006: Colorimetry Part 2: CIE standard illuminants.

4. Ванюшин И., Сафонов А., Тишин Ю. Матричные КМОП-фотоприёмники фирмы Agilent Technologies // Электроника: Наука, Технология, Бизнес, 2002. № 1. - С. 28-30.

5. Стемпковский А., Шилин В. КМОП-фотодиодные СБИС. Перспективная элементная база однокристальных систем приёма и обработки информации // Электроника: Наука, Технология, Бизнес, 2003. — № 2. С. 1420.

6. Ванюшин И.В., Гергель В.А., Зимогляд В.А., Кружанов Ю.В.,

7. Лепендин А.В., Осипенко А.С., Тишин Ю.И., Энкович В.А. Новое поколение ,,цветных матричных фотоприёмников для устройств мобильной связи // Электросвязь, 2007. -№6. С. 13-15.

8. Ramanath R. et al. Demosaicking methods for Bayer color arrays // J. Electronic Imaging., 2002. Vol. 11(3). - P. 306-315.

9. Kimmel R. Demosaicing: Image reconstruction from color CCD samples // IEEE Transactions on image processing, 1999. Vol. 8(9). - P. 1221-1228.

10. Basan R. Characteristics of the overlaid charge-coupled device // IEEE Transaction on electronic devices Vol. ED-26 №2, 1979. - P. 123-131.

11. Сусов E.B., Смолин O.B., Волдин Е.Б. Фотоприемное устройство для дистанционного зондирования Земли из космоса или с самолета // Наука и технологии в промышленности, 2005. — №3. — С. 18-22.

12. Гуреева О. Датчики изображения Ч. 1 // Современные технологии, 2007.-№3,2007.-С. 8-11.

13. Гуреева О. Датчики изображения Ч. 2. // Современные технологии, 2007.-№4.-С. 8-11.

14. Гуреева О. Датчики изображения Ч. 3. // Современные технологии, 2007.-№5.-С. Ю-13.

15. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. Кн.1. Перевод с английского. Под ред. Суриса Р.А. 2-е перераб. и доп. изд. - М.: Мир, 1984. -456 с.

16. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. Кн.2. Перевод с английского. Под ред. Суриса Р.А 2-е перераб. и доп. изд. - М.: Мир, 1984. -456 с.

17. Ackland В. D., Dickinson A. G., Inglis D. A., US Patent 5739562, April, 1998. Combined photogate and photodiode active pixel image sensor.

18. Merrill R. B. US Patent 5965875, October, 1999. Color separation in an active pixel cell imaging array using triple well structure.

19. Vogel R. M. US Patent 5668596, September, 1997. Digital imaging device optimazed for color performance.

20. Merrill R. B. US Patent 6727521, April, 2004. Vertical color filter detector group and array.

21. Afghahi M., Waleed K., Sami I. US Patent 6717616, April, 2004. Amplifier assisted active pixel read out structure.

22. Yamaguchi Т., Komobuchi H. US Patent 7180544, Feb., 2007. Solid State Image Sensor.

23. Brehmer К. E., Erdogan О. E. US Patent 7157682, Jun., 2007. Method and apparatus for a CMOS image sensor with a distributed amplifier.

24. Yamamoto K. US Patent 6737719, October, 2002. Image sensor having combination color filter and concave-shaped micro-lenses.

25. Wu T.-C. US Patent 7196388, March, 2007. Microlens designs for CMOS image sensors.

26. Шур M. Физика полупроводниковых приборов. Кн.1. Перевод с английского М.: Мир, 1992. - 479 с.

27. Шур М. Физика полупроводниковых приборов. Кн.2. Перевод с английского -М.: Мир, 1992. 495 с.

28. Бонч-Бруевич B.JL, Калашников С.Г. Физика полупроводников — М.: Наука, 1977. 672 с.

29. Jonson E.D., Hook T.B., Bertch J.E., Taur Y., Chen C.L., Shin H.J., Ramaswamy S., Edenfeld A., Alcorn C. A high performance 0.5-|im BiCMOS technology with 3.3-V CMOS devices // Digest of Technical Paper VLSI Technology Symposium, Kyoto, 1990. P. 89-90.

30. Harame D.L., Comfort J.H., Cressler J.D.,Crabbe E.F., Sun J.Y.C., Meyerson B.S., Tice T. Si/SiGe epitaxial-base transistors Part I Material, physics, and circuits // IEEE Transistors Electron Devices, 1995. - Vol.40. -P. 455-468.

31. Harame D.L., Comfort J.H., Cressler J.D.,Crabbe E.F., Sun J.Y.C., Meyerson B.S., Tice T. Si/SiGe epitaxial-base transistors Part II Prosecc integration and analog application // IEEE Transistors on Electron Devices, 1995. - Vol.40. - P. 455-468.

32. Frank D.J., Dennard R.H., Nowak E., Solomon P. M., Taur Y.,Wong H.S.P. Device scaling limits of Si MOSFET and their application dependencies // Proc IEEE, 2001.-Vol. 89(3).-P. 259-288.

33. Rim K., Koester S., Hagrove M., Chu J., Mooney P. M., Ott J., Kanarsky Т., Ronseim P., Ieong M., Grill A., Wong H-S.P. Strained Si- NMOSFET for high performance CMOS technology // Digest of Technical Paper VLSI Technology Symposium, 2001. P. 59-60.

34. Vanyushin I. V., Gergel' V. A., Zimoglyad V. A., Tishin Yu. I. Adjusting the Spectral Response of Silicon Photodiodes by Additional Dopant Implantation, Russian Microelectronics, Vol. 34, No. 3, pp. 155-159, 2005.

35. Миллер Д. Моделирование полупроводниклвых приборов и технологических процессов. Последние достижения.- М.: Радио и связь, 1959.-280 с.

36. Антонетти П. Моделирование элементов и технологических процессов М:; Радио и связь, 1988. - 496 с.

37. Польский Б.С. Численное моделирование полупроводниковых приборов — Рига : Зинатне, 1986.— 168 с.

38. ISE TCAD Manuals, Release 6.1.

39. Королев М.А., Крупкина Т.Ю., Ревелева М.А. Технология, конструкция и методы моделирования кремниевых интегральных микросхем // Учебное пособие М.: БИНОМ, 2003. - Т. 1. - 112 с.

40. Королев М.А., Крупкина Т.Ю., Чаплыгин Ю.А. Использование приборно-технологического моделирования при разработке изделий микроэлектронной и микросистемной техники // Известия ВУЗов. Электроника, 2005. №.4-5. С. 64-71.

41. Ансельм А.И. Введение в теорию полупроводников. М!: Наука, 1978. -615 с.

42. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела М.: Наука, 1978. - 790 с.

43. Dierickx В., Meynants G., Scheffer D., Near 100% fill factor CMOS active pixels, IEEE CCD & AIS workshop, Proceedings p. PI, Brugge, Belgium, June, 1997.

44. Adams J. Interaction between color plane interpolation and other image processing functions on electronic photography // SPIE Cameras and systems for electronic photography and scientific imaging, 1995.

45. Zimmer J., Knipp D.,Stiebig H., Wagner H. Amorphous silicon based unipolar detector for color recognition // IEEE Transactions on Electronic Devices, 1999.-Vol. 46, №5.-P. 884-891.

46. Mandl W. Visible light sensor with A/D conversion at the pixel I I Proc SPIE, 1999.-Vol. 3649.-P. 1-13.

47. Wong H.S. Technology and device scaling considerations on CMOS imagers// IEEE Transistors on Electron Devices, 1996. Vol. 43. - P. 2131-2142.

48. Fossum E.R. CMOS image sensors: Electronic camera-on-chip// IEEE Transistors on Electron Devices, 1997. Vol. 44. - P. 1689-1698.

49. Fossum E.R. Digital camera system on a chip// IEEE Micro, 1998. — Vol. 18.-P. 8-15.

50. Полупроводниковые формирователи сигналов изображения. Под ред. Йесперса П., Ван де Виле Ф., Уайта М. М.: Мир, 1979. - 476 с.

51. Борн М., Вольф Э., Основы оптики, Пер. с англ., 2-е изд. — М.: Наука, 1973.-720 с.

52. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2004. - 488 с.

53. Гуртов В. Твердотельная электроника. — М.: Техносфера, 2005. -408 с.

54. Эннс В.И. Кобзев Ю.Н. Проектирование аналоговых КМОП микросхем. Под. ред. к.т.н. В.И. Эннса М.: горячая линия телеком, 2005. — 454 с.

55. Красников Г.Я. Конструктивно-технологические ососбенности субмикронных МОП транзисторов М.: Техносфера, 2004. Часть 1.-415 с.

56. Красников Г.Я. Конструктивно-технологические ососбенности субмикронных МОП транзисторов М.: Техносфера, 2004. Часть 2. - 535 с.

57. Ванюшин И.В., Гергель В.А., Горшкова Н.М., Зимогляд В.А., Тишин Ю.И. Разделение фототока на цветовые компоненты в кремниевых п+-р фотодиодных ячейках профилированием распределения бора в подложке //

58. Электроника и информатика — 2005. V Международная НТК: Материалы конференции. Часть 1. М.: МИЭТ, 2005. - с. 60.

59. Горшкова Н.М. Исследование биполярных транзисторов в БиКМОП процессе // XLVIX научная конференция МФТИ. Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук. Труды научной конференции. — М.: МФТИ, 2006. с. 67.

60. Адамов Ю.Ф., Тишин Ю.И., Гергель B.A., Зимогляд В.А., Ванюшин И.В., Лепендин А.В., Горшкова Н.М. Патент РФ №2311702, опубликованный в бюллетене № 33 от 27.11.2007. Метод изготовления группы транзисторов и фотодетекторов с вертикальным фильтром цветов.

61. Сибагатуллин А.Г., Горшкова Н.М., Губин Я.С. Способ калибровки напряжения смещения нуля компаратора аналого-цифрового преобразователя и устройство для его осуществления. Патент РФ № 2301427 опубликованный в бюллетене 17 от 20.06.2007.

62. Горшкова Н.М., Губин Я.С., Сибагатуллин А.Г. Патент РФ № 2308146 опубликованный в бюллетене 28 от 10.10.2007. Устройство защиты выводов интегральных схем со структурой МДП от электростатических разрядов.

63. Gergel V.A., GorshkovaN.M Effective Electrostatic Discharge Protection Elements for CMOS Circuits // SPIE Proc. «Micro- and Nanotechnologies 2005» -Vol. 6260,-P. 62601F-1-62601F-8.

64. Гергель B.A., Горшкова H.M., Губин Я.С., Сомов О.А. Проектирование элементов защиты от электростатических разрядов для высокочастотных КМОП микросхем // Радиотехника и электроника, 2006. Т. 51, №1 — с. 125128.

65. Адамов Ю.Ф., Горшкова Н.М., Матвеенко О.С. Кремниевые гетероструктуры для наноразмерных транзисторов // Нано- и микросистемная техника, 2007. №7. - с.4-9.

66. Warning, the protected names norm and trace have been redefined and unprotected

67. Спектральные характеристики фотоячейки

68. Скорость света в вакууме, мкм/сс:=ЗЕ14:1. Постоянная Планка, Дж*сh:=6.62E-34: Заряд электрона, Клq:=1.62E-19:

69. Поверхность фотоячейки, мкмх0.:= 0:

70. Глубина залегания "сине-зеленого" барьера, мкмх1.:= 0.40:

71. Глубина залегания "зелено-красного" барьера, мкм 1х2.:= 1.30:

72. Расчет фототоков 10. II, 12psi:=0:I0:=0:Il:=0:I2:=0:for Q from 0 to 30 dopsi:=Q*Pi/180:

73. Расчет пропускной способности диэлектрического покрытия

74. Исходные данные и физические характеристики пленокunassign('lambda'):

75. Число слоев, нанесенных на подложкуs:=4:

76. Коэффициент экстинкции для кремнияks+l.:=lambda*alpha/4/Pi:

77. Электрический вектор излучения, падающего на подложку

78. E:=array( 1. .2,E[s+1 . ,0]):1. Theta:=0:for z from 0 by 1 to 30 do

79. Theta:=z*Pi/180:# угловой шаг# Q0.:= cos(Theta):

80. Набор коэффициентов (в том числе пропуская и отражения Френеля), необходимый для расчета отраженного и прошедшего излучения в рассматриваемом многослойном покрытии.for m from 0 to s-1 do

81. Q m+1 . :=sqrt( 1 -(n [0]/n [m+1 ] )A2 * (1 -(Q [0] )Л2)):deltam+l.:=evalf((2*Pi/lambda)*n[m+l]*d[m+l]*Q[m+l]):rm+l.:=(n[m]-n[m+l])/(n[m]+n[m+l]):tm+1 . := 1 +r[m+1 ]:

82. M[m+1.] := matrix([[exp(i*delta[m+l]), r[m+l]*exp(-i*delta[m+l])], [r[m+1 ] *exp(i*delta[m+1]), exp(-i *delta[m+1 ])]]):end do:

83. Расчет множителей, входящих в общее уравнение, связывающее отраженное и прошедшее излучение.

84. T:=evalf((product(tj.j=l .(s+l)))A(-l)):

85. M:=multiply(M[l.],M[[2]],M[[3]]):r:=evalf(matrix( [ 1 ,r[s+1 .], [r [s+1 ], 1 ]])):

86. Eotr:=evalm(T*multiply(M,r,E)):

87. Пропускная способность всей структуры (рассчитанная для каждого угла)

88. Tz.:=(n[s+l]/n[0])*abs(E[s+l]/Eotr[l])A2:end do:

89. Значения кривых сложения пространства XYZ считываются из внешнего файла dataXYZ .txtfile 1 :=fopen(' dataXYZ .txt',READ,TEXT):

90. XYZ:=readdata(file 1, float,float, float.):fclose(filel):1. X X

91. Суммарные фототоки SIres( ) и Sxyz( ) и вычисление значений функции фильтраphi:=0:for phi from 1 to 81 do

92. Sxyzphi.:=XYZ[phi,l]+XYZ[phi,2]+XYZ[phi,3]: Sires [phi] :=Ires012 [phi, 1 ]+Ires012 [phi,2]+Ires012[ph i,3]: f[phi]:=Sxyz[phi]/SIres[phi]:od:

93. Расчет коэффициентов матрицы перехода в пространство XYZ

94. Решение систем уравнений и непосредственное нахождение коэффициентов

95. T:=matrix( [Т1 ,Т2,ТЗ ., [Т4,Т5 ,Т6], [Т7,Т8,Т9]]):

96. X:=vector(X0,Xl,X2.): Y:=vector([Y0, Y1 ,Y2]): Z:=vector([Z0 ,Z 1 ,Z2]):

97. A1 :=linsolve(T,Z): A2:=linsolve(T,Y): A3:=linsolve(T,X):

98. Матрица преобразования спектральных характеристик в пространство XYZ

99. А:= matrix( [А11.,А1[2.,А1[3]], [А2[1],А2[2],А2[3]], [A3 [1 ],АЗ [2], A3 [3]] ]):1. D:=inverse(A):

100. Детерминант обратной матрицы преобразованияdet(D):