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发布时间: 2017 - 12 - 06
在LED外延及芯片制造领域,湿法设备占据约40%以上的工艺,随着工艺技术的不断发展,湿法设备已经成为LED外延及芯片制造领域的关键设备,如SPM酸清洗、有机清洗、显影、去胶、ITO蚀刻、BOE蚀刻、PSS高温侧腐、下蜡、匀胶、甩干、掩膜版清洗等。南通华林科纳CSE深入研究LED生产工艺,现已形成可满足LED产业化项目需求的全自动湿法工艺标准成套设备。 LED 芯片的制造工艺流程为:外延片→清洗→镀透明电极层→透明电极图形光刻→腐蚀→去胶→平台图形光刻→干法刻蚀→去胶→退火→SiO2 沉积→窗口图形光刻→SiO2腐蚀→去胶→N极图形光刻→预清洗→镀膜→剥离→退火→P 极图形光刻→镀膜→剥离→研磨→切割→芯片→成品测试。 CSE-外延片清洗机设备 设备名称南通华林科纳CSE-外延片清洗机设备可处理晶圆尺寸2”-12”可处理晶圆材料硅、砷化镓、磷化铟、氮化镓、碳化硅、铌酸锂、钽酸锂等应用领域集成电路、声表面波(SAW)器件、微波毫米波器件、MEMS器件、先进封装等专有技术系统洁净性技术均匀性技术晶圆片N2干燥技术模块化系统集成技术自动传输及精确控制技术溶液温度、流量和压力的精确控制技术主要技术特点系统结构紧凑、安全腔体独立密封,具有多种功能可实现晶圆干进干出采用工控机控制,功能强大,操作简便可根据用户要求提供个性化解决方案设备制造商南通华林科纳半导体设备有限公司 www.hlkncse.com 400-8768-096 ;18913575037更多的外延片清洗设备相关资讯可以关注华林科纳CSE官网(www.hlkncse.com),现在热线咨询400-8768-096可立即获取免费的半导体行业相关清洗设备解决方案。
发布时间: 2017 - 12 - 06
旋转式喷镀台结合微组装工艺对镀制工艺的小批量、多规格和特殊应用要求等特点,在6" (150mm)晶圆电镀系统中采用了倾斜式旋转喷镀技术倾斜式旋转喷镀单元分由两个部分组成,一为阴极夹具、旋转单元、导线电刷、N2 保护单元组成的阴极回转体,二为三角形槽体、阳极和电力线挡板组成的阳极腔。倾斜旋转喷镀结构示意图如下:从镀制结构方式、镀制工艺应用分析可以看出,采用倾斜式旋转喷镀有以下几种优势。一是这种结构方式易实现槽体密封和附加N2 保护功能。二是在这种镀制工艺中,阴极的旋转运动使槽内电场不均问题得以解决,从而提高了镀制的均匀性。三是呈45°倾斜加阴极旋转的方式,可以较容易的祛除晶圆表面的气泡附着及“产生”气泡的消除。四是采用了多微孔进行镀液喷射,实现搅拌功能,消除局部PH值、温度、离子浓度等不均匀带来的影响。五是采用三角形镀槽设计最大限度的减少了镀液的消耗。六是该镀制结构方式可以满足多品种、小批量、低成本的生产需求。倾斜旋转喷镀技术、工艺优势斜式三角镀槽结构本系统采用倾斜式三角形镀槽结构,镀槽入口溢流口均与三角形斜边平行,可得到稳定且不易积累气泡的流场环境。通过进行相关模拟、仿真和验证,镀液入口采用扇形喷咀式结构,可保证镀液在平行于阴极表面方向上形成均匀而稳定的流场。从而通过改变流场的方法改善了镀层的均匀性。该结构的另一优点可使电镀液的用量减至最少程度。 南通华林科纳CSE采用倾斜旋转喷镀方法进行晶圆电镀工艺处理,由于结构上的特点,该方法经实验验证具有:①结构简单;②工艺参数控制容易;③有利气泡的消除;④镀制均匀性得到提高;⑤镀制溶液用量少。该方法尤其适应于小批量、多规格的电镀工艺,同时可以取得较好的镀制均匀性。图6为我们所研制的150mm晶圆倾斜旋转喷镀系统,目前已批量生产并在工艺线上得到较好的应用,产品已通过技术定型鉴定和用户验收。实现的主要工艺指标:最大晶...
发布时间: 2016 - 06 - 22
双腔甩干机1. 应用范围:l 本機台適用於半導體7”晶圓(含)以下之旋乾製程.l 设备為垂直式雙槽體機台,可同Run 50~100片.l 可對旋乾步驟進行可程式化控制 (Recipe Program).l 具使用在此設備已超過20年以上的應用馬達控制系統設計, 高穩定度Rotor 設計, 震動值均控制於300 um 以下.l 高潔淨設計,微塵控制於每次運轉增加量, 0.3um , 30顆以下.   2. 操作流程3. 图示 4. 規格l 機台內皆使用鐵氟龍製DI , N2 控制閥件l 直流式馬達: DC無刷馬達750Wl 真空負壓軸封設計,隔離槽外污染l 不銹鋼N2過濾器 0.003~0.005μml 氣體加熱器及加熱墊控制乾燥速率l 壓力感測保護(加熱器空燒保護)l 槽外貼Silicon材質加熱墊 x1 片, 220VAC , 300W(溫度開關90°C OFF 70°C ON)l  Viton材質充氣式氣囊及槽後密封環,保持室外絕緣l 不銹鋼槽體SS316經拋光及電解研磨l 單顆螺絲固定轉子,並按客戶需求指定使用訂做l 轉子經拋光及電解研磨,並做動態平衡校正l 可選擇指示燈訊及蜂鳴器音樂故障碼功能: 門鎖警告,氣體不足,傳動異常警告 5. 電控系統l  控制器操作介面: 5.7”記憶人機+ PLC可程式自動化控制器(人機 Touch Screen,整合介面) 。l 軟體功能Ø 編輯/儲存 : 製程/維修/警示/編輯/配方/,皆可從操作螢幕上修改。Ø 儲存能力記憶模組...
发布时间: 2016 - 03 - 07
枚叶式清洗机-华林科纳CSE南通华林科纳半导体CSE-单片枚叶式洗净装置的特长:单片式清洗装置的优点(与浸渍.槽式比较)1.晶片表面的微粒数非常少(到25nm可对应)例:附着粒子数…10个/W以下(0.08UM以上粒子)(参考)槽式200个/W2.药液纯水的消费量少药液…(例)1%DHF的情况  20L/日纯水...每处理一枚晶片0.5-1L/分3.小装置size(根据每个客户可以定制) 液体溅射(尘埃强制除去)  (推荐)清洗方法单片式装置的Particle再附着问题   更多的半导体单片枚叶式湿法腐蚀清洗设备相关信息可以关注华林科纳CSE官网(www.hlkncas.com),现在热线咨询400-8768-096;18913575037可立即获取免费的半导体清洗解决方案。
发布时间: 2016 - 03 - 07
自动供酸系统(CDS)-南通华林科纳CSEChemical Dispense System System 南通华林科纳半导体CSE-CDS自动供酸系统 适用对象:HF、HN03、KOH、NH4OH、NaOH、H2SO4、HCL、 H2O2、IPA等主要用途:本设备主要用于湿法刻蚀清洗等制程工程工序需要的刻蚀液集中进行配送,经管道至设备;具有自动化程度高,配比精确,操作简便等特点;具有良好的耐腐蚀性能。控制模式:手动控制模式、自动控制模式设备名称南通华林科纳CSE-CDS自动供酸系统设备型号CSE-CDS-N1507设计基准1.供液系统(Chemical Dispense System System)简称:CDS2. CDS 将设置于化学房内:酸碱溶液CDS 系统要求放置防腐性的化学房;3. 设备材质说明(酸碱类):酸碱溶液CDS外构采以WPP 10T 板材,内部管路及组件采PFA 451 HP 材质;4. 系统为采以化学原液 双桶/单桶20L、200L、1t等方式以Pump 方式运送到制程使用点;5. 过滤器:配有10” PFA材质过滤器外壳;6. 供液泵:每种化学液体配有两台或者一台 PTFE材质的进口隔膜泵;7. Empty Sensor & Level Sensor:酸碱类采用一般型静电容近接开关;8. 所有化学品柜、歧管箱及阀箱均提供泄漏侦测器与警报功能。CDS系统设备规格 1. 系统主要功能概述设备主要功能:每种化学液体配两个桶(自动切换)、配两台泵(一用一备)、带过滤器;系统控制单元:配带OMRON 8”彩色触摸屏,OMRON品牌PLC系统;2. 操作模式: CDS 系统皆有PLC 作Unit 内部流程控制,操作介面以流程方式执行,兼具自动化与亲和力。在自动模式情形...
发布时间: 2018 - 01 - 23
单片清洗机-华林科纳CSESingle wafer cleaner system南通华林科纳CSE-自动单片式腐蚀清洗机应用于清洗(包括光刻板清洗)刻蚀 去胶 金属剥离等;可处理晶圆尺寸2'-12';可处理晶圆材料:硅 砷化镓 磷化铟 氮化镓 碳化硅 铌酸锂 钽酸锂等;主要应用领域:集成电路   声表面波器件  微波毫米波器件  MEMS  先进封装等  设 备 名 称CSE-单片清洗机类  型单片式适 用 领 域半导体、太阳能、液晶、MEMS等清 洗 方 式2英寸——12英寸设备稳定性1、≥0.2um颗粒少于10颗2、金属附着量:3E10 atoms/ cm²3、纯水消耗量:1L/min/片4、蚀刻均一性良好(SiO₂氧化膜被稀释HF处理):≤2%5、干燥时间:≤20S6、药液回收率:>95%单片式优点1、单片处理时间短(相较于槽式清洗机)2、节约成本(药液循环利用,消耗量远低于槽式)3、良品率高4、有效避免边缘再附着5、立体层叠式结构,占地面积小 更多的单片(枚叶)式清洗相关设备可以关注南通华林科纳半导体官网,关注http://www.hlkncse.com ,400-8768-096,18913575037
发布时间: 2017 - 12 - 06
氢氟酸HF自动供液系统-南通华林科纳CSEChemical Dispense System System 南通华林科纳半导体CSE-氢氟酸供液系统 适用对象:HF、HN03、KOH、NH4OH、NaOH、H2SO4、HCL、 H2O2、IPA等主要用途:本设备主要用于湿法刻蚀清洗等制程工程工序需要的刻蚀液集中进行配送,经管道至设备;具有自动化程度高,配比精确,操作简便等特点;具有良好的耐腐蚀性能。控制模式:手动控制模式、自动控制模式 设备名称南通华林科纳CSE-氢氟酸(HF)供液系统设备型号CSE-CDS-N2601设计基准1.供液系统(Chemical Dispense System System)简称:CDS2. CDS 将设置于化学房内:酸碱溶液CDS 系统要求放置防腐性的化学房;3. 设备材质说明(酸碱类):酸碱溶液CDS外构采以WPP 10T 板材,内部管路及组件采PFA 451 HP 材质;4. 系统为采以化学原液 双桶/单桶20L、200L、1t等方式以Pump 方式运送到制程使用点;5. 过滤器:配有10” PFA材质过滤器外壳;6. 供液泵:每种化学液体配有两台或者一台 PTFE材质的进口隔膜泵;7. Empty Sensor & Level Sensor:酸碱类采用一般型静电容近接开关;8. 所有化学品柜、歧管箱及阀箱均提供泄漏侦测器与警报功能。CDS系统设备规格 1. 系统主要功能概述设备主要功能:每种化学液体配两个桶(自动切换)、配两台泵(一用一备)、带过滤器;系统控制单元:配带OMRON 8”彩色触摸屏,OMRON品牌PLC系统;2. 操作模式: CDS 系统皆有PLC 作Unit 内部流程控制,操作介面以流程方式执行,兼具自动化与亲和力。在...
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CMOS图像传感器的工作原理

时间: 2021-03-01
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1.引言

CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor,互补金属氧化物半导体)图像传感器是利用CMOS工艺制造的图像传感器,主要利用了半导体的光电效应,和电荷耦合器件(CCD)图像传感器的原理相同。

自从上世纪60年代末期,CMOS图像传感器与CCD图像传感器的研究几乎同时起步,但由于受当时工艺水平的限制,CMOS图像传感器图像质量差、分辨率低、噪声降不下来和光照灵敏度不够[1],因而没有得到重视和发展。而CCD器件因为有光照灵敏度高、噪音低、像素少等优点一直主宰着图像传感器市场[2]。由于集成电路设计技术和工艺水平的提高,CMOS图像传感器过去存在的缺点,现在都可以找到办法克服,而且它固有的优点更是CCD器件所无法比拟的,因而它再次成为研究的热点。

2.基本原理

CMOS型和CCD型固态图像传感器在光检测方面都利用了硅的光电效应原理,不同点在于像素光生电荷的读出方式。CMOS图像传感器工作原理如图1所示[3]。根据像素的不同结构,CMOS图像传感器可以分为无源像素被动式传感器(PPS)和有源像素主动式传感器(APS)。根据光生电荷的不同产生方式APS又分为光敏二极管型、光栅型和对数响应型,现在又提出了DPS(digitalpixelsensor)概念。

CMOS图像传感器的工作原理 

1)无源像素被动式传感器(PPS)

PPS的像素结构包含一个光电二极管和一个场效应管开关V,其像素结构如图2所示,图3为信号时序图。当V选通时,光电二极管中由于光照产生的电荷传送到了列选择线,然后列选择线下端的积分放大器将该信号转化为电压输出,光电二极管中产生的电荷与光信号成一定的比例关系。无源像素具有单元结构简单、寻址简单、填充系数高、量子效率高等优点,但它灵敏度低、读出噪声大。因此PPS不利于向大型阵列发展,所以限制了应用,很快被APS代替。

CMOS图像传感器的工作原理 

2)有源像素主动式传感器(APS)

APS像素结构的基本电路如图4所示。从图上可以看出,场效应管V1构成光电二极管的负载,它的栅极接在复位信号线上,当复位脉冲出现时,V1导通,光电二极管被瞬时复位;而当复位脉冲消失后,V1截止,光电二极管开始积分光信号。图5为上述过程的时序图,其中,复位脉冲首先来到,V1导通,光电二极管复位;复位脉冲消失后,光电二极管进行积分;积分结束后,V3管导通,信号输出。

CMOS图像传感器的工作原理 

3)数字像素图像传感器(DPS)

上面提到的无源像素传感器和器和有源像素传感器的像素读出均为模拟信号,于是它们又通称为模拟像素传感器。近年来,美国斯坦福大学提出了一种新的CMOS图像传感器结构一数字像素传感器(DPS),在像素单元里集成了ADC(Analog-to-DigitalConvertor)和存储单元[4]。由于这种结构的像素单元读出为数字信号,其它电路都为数字逻辑电路,因此数字像素传感器的读出速度极快,具有电子快门的效果,非常适合高速应用,而且它不像读出模拟信号的过程,不存在器件噪声对其产生干扰。另外,由于DPS充分利用了数字电路的优点,因

此易于随着CMOS工艺的进步而提高解析度,性能也将很快达到并超过CCD图像传感器,并且实现系统的单片集成。

3.性能指标[5]

CMOS图像传感器与CCD图像传感器相比,具有功耗低、摄像系统尺寸小、可将信号处理电路与MOS图像传感器集成在一个芯片上等优点。但其图像质量(特别是低亮度环境下)与系统灵活性与CCD相比相对较低。表1列出CCD与CMOS图像传感器的特点,从表中可见CMOS与CCD图像传感器各有特点,二者互为补充,不会出现谁消灭谁的结局),在可预见的未来将并存发展,共同繁荣图像传感器市场。

CMOS图像传感器的工作原理 

1)传感器尺寸

CMOS图像传感器的尺寸越大,则成像系统的尺寸越大。目前,CMOS图像传感器的常见尺寸有1英寸、2/3英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等。

2)像素总数和有效像素数

像素总数是衡量CMOS图像传感器的主要技术指标之一。CMOS图像传感器的总体像素中被用来进行有效的光电转换并输出图像信号的像素为有效像素。显而易见,有效像素总数隶属于像素总数集合。有效像素数目直接决定了CMOS图像传感器的分辨能力。

3)最小照度

最小照度是指在使用最大光圈增益、摄取特定目标时视频信号输出幅度为100IRE所对应的入射光的最小值。

4)动态范围

动态范围由CMOS图像传感器的信号处理能力和噪声决定,反映了CMOS图像传感器的工作范围。参照CCD的动态范围,其数值是输出端的信号峰值电压与均方根噪声电压之比,通常用DB表示。

5)灵敏度

图像传感器对入射光功率的响应能力被称为响应度。对于CMOS图像传感器来说,通常采用电流灵敏度来反映响应能力,电流灵敏度也就是单位光功率所产生的信号电流。

6)分辨力

分辨力是指CMOS图像传感器对景物中明暗细节的分辨能力。通常用调制传递函数(MTF)来表示,同时也可以用空间频率(lp/mm)来表示。

7)光电响应不均匀性

CMOS图像传感器是离散采样型成像器件,光电响应不均匀性定义为CMOS图像传感器在标准的均匀照明条件下,各个像元的固定噪声电压峰峰值与信号电压的比值。

8)光谱响应特性

CMOS图像传感器的信号电压Vs和信号电流Is是入射光波长λ的函数。光谱响应特性就是指CMOS图像传感器的响应能力随波长的变化关系,它决定了CMOS图像传感器的光谱范围。

4.关键技术问题及解决途径[6]

5.1)暗电流

暗电流是CMOS图像传感器的难题之一。CMOS成像器件均有较大的像

素尺寸,因此,在正常范围内也会产生一定的暗电流。暗电流限制了器件的灵敏度和动态范围。通过改进CMOS工艺,降低温度,压缩结面积,可降低暗电流的发生率,也可通过提高帧速率来缩短暗电流的汇集时间,从而减弱暗电流的影响。

2)噪声

噪声的大小直接影响CMOS图像传感器对信号的采集和处理,因此,如何提高信噪比是CMOS图像传感器的关键技术之一。噪声主要包括散粒噪声、热噪声、1/f噪声、非均匀噪声和固定模式噪声。采取以下措施可抑制噪声和提高灵敏度:a.采用减少失调的独特电路,使用制造更加稳定的晶体管专用工艺;b.每个像元内含一个对各种变化灵敏度相对较低的放大器;c.借鉴CCD图像传感器的制备技术,采用相关双取样电路技术和微透镜阵列技术;d.光敏二极管设计成针形结构或掩埋形结构。

3)填充系数

CMOS图像传感器的填充系数一般在20%~30%之间,而CCD图像传感器则高达80%以上,这主要是由于CMOS图像传感器的像素中集成了读出电路。采用微透镜阵列结构,在整个CMOS有源像素传感器的像元上放置一个微透镜将光集中到有效面积上,可以大幅度提高灵敏度和填充系数。

4)动态范围

动态范围是反映图像传感器性能的主要指标之一。目前CMOS图像传感器的动态范围还稍逊于CCD,虽然对数响应型CMOS图像传感器的动态范围可达140dB,但同时也增加了图像噪声,影响了图像质量提高动态范围的方法之一就是利用PECVD超高真空系统以及专用集成电路(ASIC)薄膜技术,改进光电二极管的材料组合,提高低灰度部位的感光度来提高动态范围。

5.研究进展

视频便携式摄像机、掌上电脑、PDA和保安设备的巨大需求推动了CMOS图像传感器的广泛应用。其中以APS发展最为迅速,过去工艺中各种不易解决的技术问题现在都能找到相应的解决办法,图像质量得到大大改善,像素规模已由最初的几万像素发展到现在的几百万上千万像素。CDS电路,技术彩色滤波器阵列技术,数字信号处理(DSP)技术,噪声抑制技术不断有新突破,目前CMOS传感器大都采用0.35mm或0.5mm的CMOS制造工艺,CMOS单元面积上的像素数已与CCD相当,因此可基本达到CCD器件的高分辨率。

目前CMOS图像传感器主要朝着高分辨率、高动态范围、高灵敏度、超微型化、数字化、多功能化的方向发展。随着CMOS图像传感器技术的完善和发展,它的应用范围也会不断拓宽,全球CMOS图像传感器销售量将逐年大幅度增长。


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