Расчет оптических параметров тонких пленок конструкционных материалов теплового неохлаждаемого детектора болометрического типа
https://doi.org/10.35596/1729-7648-2023-21-5-73-80
Аннотация
Повышенный интерес к применению неохлаждаемых тепловых детекторов болометрического типа (микроболометров) в инфракрасном или терагерцовом поле обнаружения обоснован их эксплуатационными и технологическими характеристиками, в частности: относительно низкой стоимостью изготовления, высокой эффективностью обнаружения, совместимостью с кремниевой КМОП-технологией, работоспособностью при комнатной температуре. Характеристики таких детекторов зависят от оптимизации критических параметров, которые определяются геометрией конструкции, а также электрическими, оптическими и тепловыми свойствами применяемых материалов. Определение оптических параметров является одним из решающих факторов при проектировании приборных структур микроболометров. В статье исследованы оптические параметры тонких пленок конструкционных материалов микроболометра на основе термочувствительной пленки оксида ванадия, изготовленных в ОАО «ИНТЕГРАЛ». Приведены результаты определения посредством применения метода отражения-передачи оптических констант (коэффициентов преломления n и поглощения k) тонких пленок по кривой пропускания. Выполнено сравнение результатов компьютерного моделирования спектров пропускания, отражения и поглощения с учетом полученных значений коэффициентов n и k с данными натурного эксперимента.
Ключевые слова
неохлаждаемый тепловой детектор болометрического типа,
микроболометр,
инфракрасный детектор,
оптические параметры,
оксид ванадия,
моделирование
При поддержке: Исследования выполнены в рамках решения задач задания 3.3 Государственной программы научных исследований «Фотоника и электроника для инноваций».
Об авторах
Ван Чиеу Чан
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
аспирант кафедры микро- и наноэлектроники
г. Минск
К. В. Корсак
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
магистрант кафедры микро- и наноэлектроники
г. Минск
П. Э. Новиков
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
магистрант кафедры микро- и наноэлектроники
г. Минск
И. Ю. Ловшенко
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
Ловшенко Иван Юрьевич, заведующий научно-исследовательской лабораторией «Компьютерное проектирование микро- и наноэлектронных систем» (НИЛ 4.4) НИЧ
220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6
Тел.: +375 17 293-88-90
С. М. Завадский
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
к. т. н., доцент, доцент кафедры электронной техники и технологии, начальник центра «Электронных технологий и технической диагностики технологических сред и твердотельных структур» (Центр 9.1) НИЧ
г. Минск
Д. А. Голосов
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
к. т. н., доцент, доцент кафедры электронной техники и технологии, в. н. с. Центра 9.1 НИЧ
г. Минск
А. А. Степанов
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
к. т. н., доцент, доцент кафедры микро- и наноэлектроники, с. н. с. лаборатории «Устройства обработки и отображения информации» (НИЛ 4.7) НИЧ
г. Минск
А. А. Губаревич
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
н. с. лаборатории НИЛ 4.7 НИЧ
г. Минск
В. В. Колос
ОАО «ИНТЕГРАЛ» – управляющая компания холдинга «ИНТЕГРАЛ»
Беларусь
Беларусь
к. ф.-м. н., заместитель заведующего отраслевой лабораторией новых технологий и материалов
г. Минск
Я. А. Соловьев
ОАО «ИНТЕГРАЛ» – управляющая компания холдинга «ИНТЕГРАЛ»
Беларусь
Беларусь
к. т. н., доцент, заведующий отраслевой лабораторией новых технологий и материалов
г. Минск
Д. С. Левчук
ОАО «ИНТЕГРАЛ» – управляющая компания холдинга «ИНТЕГРАЛ»
Беларусь
Беларусь
инж. отраслевой лаборатории новых технологий и материалов
г. Минск
В. Р. Стемпицкий
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
к. т. н., доцент, проректор по научной работе, научный руководитель НИЛ 4.4 НИЧ
г. Минск
Список литературы
1. Rogalski A. (2009) Infrared Detectors for the Future. Acta Physica Polonica A. 116 (3), 389–406.
2. Smith P. W., Turner E. H. (1977) A Bistable Fabry‐Perot Resonator. Applied Physics Letters. 30 (6), 280–281. Doi: 10.1063/1.89367.
3. Petrov Yu. V. (ed.) (2015) Computer-Aided Design Systems for Electronic Devices and Systems (E-CAD/EDA Systems). Saint Petersburg, Baltic State Technical University Publ. 64.
4. Tsu David V. (1999) Obtaining Optical Constants of Thin GexSbyTez Films from Measurements of Reflection and Transmission. Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films. 17 (4).
5. Atkinson K. E. (1978) An Introduction to Numerical Analysis. Canada, John Wiley & Sons Publ. 88–95.
6. Press W. H., Teukolsky S. A., Vetterling W. T., Flannery B. P. (1992) Numerical Recipes in Fortran, 2nd ed. New York, Cambridge University Press. 372.
7. Nagendra C., Thutupalli G. (1981) Optical Constants of Absorbing Films. Vacuum. 31 (3), 141–145.
8. Skaar J. (2006) Fresnel Equations and the Refractive Index of Active Media. Physical Review E. 73 (2).
9. Langford A. A., Fleet M. L., Mahan A. H. (1989) Correction for Multiple Reflections in Infrared Spectra of Amorphous Silicon. Solar Cells. 27 (1–4), 373–383.
10. Hunt J. (2019) Working with Excel Files. In: Advanced Guide to Python 3 Programming. Undergraduate Topics in Computer Science. Springer, Cham.
Рецензия
Для цитирования:
Чан В., Корсак К.В., Новиков П.Э., Ловшенко И.Ю., Завадский С.М., Голосов Д.А., Степанов А.А., Губаревич А.А., Колос В.В., Соловьев Я.А., Левчук Д.С., Стемпицкий В.Р. Расчет оптических параметров тонких пленок конструкционных материалов теплового неохлаждаемого детектора болометрического типа. Доклады БГУИР. 2023;21(5):73-80. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2023-21-5-73-80
For citation:
Tran V., Korsak K.V., Novikov P.E., Lovshenko I.Yu., Zavadski S.M., Golosov D.A., Stepanov A.A., Hubarevich A.A., Kolos V.V., Solovjov Ya.A., Liauchuk D.S., Stempitsky V.R. Calculation of Optical Parameters of Thin Films of Structural Materials of Thermal Uncooled Bolometric Type Detector. Doklady BGUIR. 2023;21(5):73-80. (In Russ.) https://doi.org/10.35596/1729-7648-2023-21-5-73-80
Просмотров: 239
Послать статью по эл. почте 