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Integration und Optimierung optoelektronischer Sensoren in Standard-CMOS-Prozessen
Citation Link: https://doi.org/10.15480/882.35
Other Titles
Integration und Optimierung optoelektronischer Sensoren in Standard-CMOS-Prozessen
Publikationstyp
Doctoral Thesis
Date Issued
1999
Sprache
German
Author(s)
Advisor
Title Granting Institution
Technische Universität Hamburg
Place of Title Granting Institution
Hamburg
Examination Date
1999-04-30
Institut
TORE-DOI
Citation
ISBN 3-18-330209-8
Die Integration von optischen Sensoren und der dazugehörigen Signalverarbeitung auf einem Siliziumchip bietet dem Anwender viele technische und wirtschaftliche Vorteile. Insbesondere lassen sich damit Bildaufnehmer realisieren mit hohem Kontrastumfang und sehr schneller Bildauswertung. Allerdings ist der Entwurfsaufwand größer und die Flexibilität geringer als bei der Anwendung getrennter Komponenten für die Bildwandlung und die Signalverarbeitung.
Insbesondere ruft das einstrahlende Licht in abgeschatteten Teilen der integrierten Schaltung unerwünschte Effkte hervor. Diese Effekte sind zwar bekannt, aber es werden kaum effiziente Wege vorgeschlagen diese Störungen zu unterdrücken.
Diese Effekte werden in der vorliegenden Arbeit theoretisch aufgearbeitet, und es werden verschiedene Ansätze gezeigt diese Störungen zu unterbinden. Für die Störunterdrückung werden realisierte, zum Teil neue Maßnahmen mit den gewonnenen Meßergebnissen vorgestellt.
Bei der Betrachtung der integrierten Phototransistoren wird gezeigt, daß der Emitter möglichst klein sein sollte, um einen maximalen Wirkungsgrad zu erreichen. Diese Aussage war auf Grund der Literatur nicht zu erwarten.
Die Stärke der integrierten optisch-elektrischen Wandler liegt in der anschließenden, zusammen mit den Sensoren auf einem Chip integrierten Signalverarbeitung. Es werden für die verschiedenen Anforderungen optimierte, teilweise neu entwickelte Schaltungen vorgestellt.
Optische Aspekte werden in dem Kapitel über die Abschwächung des Lichtes auf
dem Weg bis zur Oberfläche des Siliziums angesprochen. Dabei wird auch ein im Rahmen dieser Arbeit entwickeltes Verfahren vorgestellt, mit dem aus der Messung der spektralen Empfindlichkeit der Photodioden die Dicke der Deckschichten auf dem Silizium bestimmt werden kann.
Den Abschluß der Arbeit bildet neben den Betrachtungen über die möglichen Gehäuseformen ein Anhang mit Hinweisen zur Umrechnung physikalischer Halbleiterparameter in elektrische Größen, mit dem Vergleich zwischen radiometrischen und photometrischen Größen und mit der Beschreibung der verwendeten Meßaufbauten.
Insbesondere ruft das einstrahlende Licht in abgeschatteten Teilen der integrierten Schaltung unerwünschte Effkte hervor. Diese Effekte sind zwar bekannt, aber es werden kaum effiziente Wege vorgeschlagen diese Störungen zu unterdrücken.
Diese Effekte werden in der vorliegenden Arbeit theoretisch aufgearbeitet, und es werden verschiedene Ansätze gezeigt diese Störungen zu unterbinden. Für die Störunterdrückung werden realisierte, zum Teil neue Maßnahmen mit den gewonnenen Meßergebnissen vorgestellt.
Bei der Betrachtung der integrierten Phototransistoren wird gezeigt, daß der Emitter möglichst klein sein sollte, um einen maximalen Wirkungsgrad zu erreichen. Diese Aussage war auf Grund der Literatur nicht zu erwarten.
Die Stärke der integrierten optisch-elektrischen Wandler liegt in der anschließenden, zusammen mit den Sensoren auf einem Chip integrierten Signalverarbeitung. Es werden für die verschiedenen Anforderungen optimierte, teilweise neu entwickelte Schaltungen vorgestellt.
Optische Aspekte werden in dem Kapitel über die Abschwächung des Lichtes auf
dem Weg bis zur Oberfläche des Siliziums angesprochen. Dabei wird auch ein im Rahmen dieser Arbeit entwickeltes Verfahren vorgestellt, mit dem aus der Messung der spektralen Empfindlichkeit der Photodioden die Dicke der Deckschichten auf dem Silizium bestimmt werden kann.
Den Abschluß der Arbeit bildet neben den Betrachtungen über die möglichen Gehäuseformen ein Anhang mit Hinweisen zur Umrechnung physikalischer Halbleiterparameter in elektrische Größen, mit dem Vergleich zwischen radiometrischen und photometrischen Größen und mit der Beschreibung der verwendeten Meßaufbauten.
Subjects
Standard-CMOS-Prozesse, optoelektronischer Sensoren
Standard-CMOS-Process
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Name
Dissertation_Ingo_Martiny_1999.pdf
Size
3.4 MB
Format
Adobe PDF