27099

مدل سازي و بهينه سازي مديريت فوتون با ابر شبكه براي پيكسله اي حس گر تصويربرداري

كارشناسي ارشد

مهندسي برق

1401/6/8

محمد عظيم كرمي

دانشكده مهندسي برق

با توجه به افزايش تقاضا براي كاربردهاي حس‌گرهاي تصوير، اهميت توانايي اندازه‌گيري نور در محدوده مادون‌قرمز نزديك بسيار افزايش‌يافته است. ضريب جذب حس‌گرهاي تصويربرداري سيليكوني در طول‌موج‌هاي محدوده مادون‌قرمز پايين است. بنابراين، براي موقعيت‌هايي كه نياز به نورهاي محدوده مادون‌قرمز دارند، افزايش ميزان جذب نور در حس‌گرهاي تصويربرداري سي‌ماس بسيار مهم است. هدف اصلي اين پايان نامه افزايش ميزان جذب در طول‌موج‌هاي محدوده مادون‌قرمز (800-1000) مي باشد. در اين پژوهش ساختار ابرشبكه اي موردبررسي قرار مي¬گيرد كه در طول‌موج‌هاي 800 تا 1000 نانومتر، زماني كه ميزان جذب در پيكسل‌هاي معمولي ضعيف است، با قرار دادن آرايه‌هاي نانو هرم ميزان جذب افزايش مي يابد. با افزايش سطح مقطع آرايه‌هاي نانو هرم ، ميزان جذب با مهندسي بافت، نسبت به سيليكون پشته اي ، 61.3 درصد افزايش مي‌يابد. مقدار بهينه ميزان جذب در اين سازه، آرايه هاي نانوهرم با ضلع 750 نانومتر است. در اين پايان‌نامه ساختار پيشنهادي ازلحاظ الكتريكي موردبررسي قرارگرفته و معيارهاي شايستگي طراحي ازجمله شدت ميدان الكتريكي، نرخ توليد ، جريان تاريك و نوراني براي اين ساختار محاسبه گرديده است. هنگامي‌كه در ساختار آرايه نانو هرم قرار مي گيرد و سطح مقطع افزايش مي يابد، اندازه جريان افزايش مي يابد. بيشترين مقدار جريان در آرايه هاي نانوهرم با ضلع 500 نانومتر است. در قسمت مركز آرايه هاي نانو هرم، ميزان ميدان الكتريكي و نرخ توليد بيشتر است.

1401/07/02

Photon management with superlattice for image sensor modeling and optimization

8/30/2023 12:00:00 AM

Due to the increased use for image sensor applications, the amount of light consumption in the near-infrared range has greatly increased. The absorption coefficient of silicon image sensors is low in the wavelengths of the infrared range. Therefore, for situations requiring infrared range illumination, increased light absorption in CMOS image sensors is critical. The main goal of this thesis is to increase the absorption in the wavelengths of the infrared range (800-1000)nm. In this research, the superlattice is investigated, which increases the absorption rate in wavelengths of 800 to 1000 nm, when the absorption rate of normal pixels is weak, by placing nano-pyramid arrays. By increasing the cross-sectional area of ​​nano-pyramid arrays, the amount of absorption with engineering tissue increases by 61.3% compared to bulk silicon. The optimal amount of absorption in this structure is nano pyramid arrays with a side of 750 nm. In this thesis, the proposed design has been examined from the electrical point of view, and the intensity of the electric field, generation rate, and dark current has been measured for this structure. When placed in the nano-pyramid array structure and the surface area increases, the current increases. The highest amount of current is in nanopyramid arrays with a side of 500 nm. In the center of the nano-pyramid arrays, the amount of electric field and generation rate is higher.

پيكسل هاي حس گر تصويربرداري , آرايه هاي نانو هرم , ابر شبكه , جذب نور , فرايند ليتوگرافي

image sensor pixels , nano pyramid arrays , super lattice , photon absorption , Lithography process

Bahare Pourebrahim

Mohammad Azim Karami