Вимірювальна система для тестування електричних параметрів ПЗЗЕМ різного формату

Анотація

Прилади з зарядовим зв’язком (ПЗЗ) з електронним множенням (ЕМ) — це високочутливі детектори видимого діапазону, що були розроблені для спостереження в умовах слабкої освітленості та реєстрації одиничних фотонів і успішно використовуються у різних сферах протягом останніх двох десятиліть. Існує багато різних типів матриць, що відрізняються роздільністю, способом зчитування інформації, прямим або зворотнім засвічуванням. Велика кількість типів ПЗЗ-фотодетекторів висуває підвищені вимоги до проектування вимірювальних систем. В літературі досить часто описуються процеси проектування та тестування готових камер, але бракує інформації щодо вимірювальних систем для тестування окремих мікросхем ПЗЗ на пластині або в корпусі.
В будь-якому разі вимірювальна система повинна надавати можливості для швидкого регулювання постійних і змінних напруг живлення чипу (та їхніх часових діаграм) для коректування режиму його роботи, передбачати ймовірність тестування несправних мікросхем і при цьому уникати пошкодження апаратури, а також вимірювати різноманітні параметри досліджуваних зразків. Крім цього, розвиток технологій ПЗЗ також призводить до появи нових вимог, наприклад підвищеної частоти тактових імпульсів та їхньої напруги, генерації трирівневих імпульсних сигналів. Для тестування виготовлених кремнієвих мікросхем, особливо на етапі впровадження технології виробництва, необхідне обладнання з певним ступенем універсальності та можливостей налаштування.
В даній статті описано розроблену вимірювальну систему, що дозволяє досліджувати фотоелектричні параметри багатоелементних фотоприймачів, зокрема ПЗЗЕМ різних форматів. Представлено методики та результати вимірювань темнових струмів, чутливості вихідного підсилювача, ефективності передачі заряду, зарядової ємності та інших параметрів. Дослідження проводилися на зразках формату 576×288, 640×512, 768×576, 1024×1024, 1280×1024 як на пластинах, так і в корпусах.
Розроблений випробувальний стенд дозволяє проводити автоматичне або ручне відбраковування мікросхем і вимірювати фотоелектричні параметри кристалів на пластинах і в корпусі. Принцип побудови вимірювальної системи дозволяє використовувати її для дослідження матриць ПЗЗЕМ різних типів та форматів.