15502

15502

طراحي سنسورتصويربرداري مقاوم در برابر تشعشع در فنّاوري نانومتري CMOS

كارشناسي ارشد

الكترونيك

اسفندماه 1394

اسفندماه 1394

دكتر محمد عظيم كرمي

برق

امروزه از حسگرهاي تصويربرداري CMOS در كاربردهاي متفاوتي از تلفنهاي همراه شخصي، تا كاربردهاي فضايي همچون حسگر ستاره، حسگر زمين، حسگر خورشيد، و حتي دوربين‌هاي تصويربرداري در محيط‌هاي فضايي استفاده ميگردد. طراحي مدارهاي الكترونيكي به‌منظور كار در محيط‌هاي تشعشعي با كاربردهاي متعددي انجام ميگيرد. محيط‌هايي همانند محيط فضا، آزمايش‌هاي فيزيك ذرات پرانرژي، و تصويربرداري‌هاي پزشكي به دليل وجود تشعشعات ذرات پرانرژي مثل الكترون، پروتون، نوترون، و يون‌هاي سنگين باعث تغيير در مشخصه‌هاي عملكردي افزاره‌هامي‌گردد. مقاوم‌سازيحسگرهاي تصويربرداري در برابر تشعشات يونيزان تابشي، باعث بهبود مشخصه عملكرد اين افزاره‌ها و افزايش طول عمر آن‌هامي‌شود. در اين پژوهش،ضمن معرفيآشكارساز نوري جديدي بر مبناي اتصال فلز-نيمه‌هادي شاتكي مبتني بر فنّاوري سيليكون از ميان – TSV– براي اولين بار، يك حسگر تصويربرداري چهار ترانزيستوريCMOS با استفاده از اين آشكارساز طراحي و مشخصه‌هاي عملكردي آن موردبررسيقرارگرفته است. آشكارساز پيشنهادي نشان‌دهنده‌يمشخصه بازدهي كوانتومي دروني نزديك به واحد در طول‌موج 300 تا 1000 نانومتر است. سپس آشكارساز نوري ارائه داده‌شده با استفاده از روش‌هاي طراحي جانمايي – استفاده از ساختار حلقه بسته - در برابر تشعشعات يونيزان تا دوز 1 مگا راد مقاوم شده است. افزايش جريان تاريك كمتر از 0.2 مرتبه پس از تابش تشعشع يونيزان با دوز 1 مگا راد، پيكسل حسگر تصويربرداري طراحي‌شده را به‌عنوان گزينه مناسبي براي كار در محيط‌هاي تشعشعي معرفي مي‌نمايد. واژه‌هايكليدي:آشكارساز نوري، پيكسل حسگر تصويربرداري CMOS، تشعشعات يونيزان، مقاوم‌سازي.