НЕРАЗРУШАЮЩАЯ МЕТОДИКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ДЕФЕКТОВ В КРЕМНИЕВЫХ МИШЕНЯХ ВИДИКОНОВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснована необходимость разработки новых методик для неразрушающего контроля структуры кремниевых мишеней и выявления в них внутренних дефектов. Установлено, что ряд внутренних дефектов используемыми методами контроля мишеней не идентифицируются (эти дефекты проявляются только при эксплуатации видикона). Для мишеней проведено исследование структуры подложки и сформированной топологии, а также поверхности фоточувствительных элементов с использованием рентгеновской дифрактометрии и разработанного оптического микроскопа с формированием дифракционного изображения. Установлена деформация подложки, что привело к формированию механических напряжений с увеличением концентрации центров генерации носителей заряда. Обнаружено существенное нарушение ориентации (111) в структуре Si-подложки мишени. Получен новый результат, объясняющий формирование белой засветки на регистрируемых изображениях при проверке видикона, и установлены две причины формирования внутреннего дефекта в мишени, которые привели к ее появлению. Таковыми являются: неравномерное воздействие по краям мишени при запрессовке ее на индиевое кольцо и неравномерное нанесение слоев при изготовлении ее структуры.  Разработана новая неразрушающая методика контроля кремниевых мишеней для выявления данного внутреннего дефекта и других дефектов в процессе их изготовления до установки в видикон. Предложен ряд мер по устранению данных дефектов при реализации технологического процесса

Об авторах

Вадим Владимирович Давыдов

Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого; Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»

Автор, ответственный за переписку.
Email: davydov_vadim66@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9530-4805
SPIN-код: 7618-4840
Scopus Author ID: 7201851532
ResearcherId: F-1794-2016

д.ф.-м.н., профессор, ИММиТ

Россия, 195251 Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29; 197022 Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 5

Анастасия Андреевна Соколова

АО Центральный научно-исследовательский институт «Электрон»

Email: nansokol@list.ru
Россия, 194223 Санкт-Петербург, пр-т Тореза, 68

Валентина Дмитриевна Андреева

Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого

Email: avd2007@bk.ru
Россия, 195251 Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29

Сергей Анатольевич Котов

Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого

Email: serkotov51@mail.ru
Россия, 195251 Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29

Сергей Владимирович Ганин

Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого

Email: s.v.ganin@gmail.com
Россия, 195251 Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29

Артем Эдуардович Ким

Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого

Email: artem_7.kim@mail.ru
Россия, 195251 Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29

Список литературы

  1. Xu Q., Hill A., Zhang H.D., Roncarolo F., Trad G. Estimation of beam transverse parameters through a multimode fiber using deep learning // Proceedings of the International Beam Instrumentation Conference Ibic. 2024. P. 170—173.
  2. Picollo M., Cucci C., Casini A., Stefani L. Hyper-spectral imaging technique in the cultural heritage field: New possible scenarios // Sensors. 2020. V. 20. No. 10. P. 2843.
  3. Kolesnikova D.V. Image processing system for vidicon-based radiation-resistant cameras // Proceedings of SPIE the International Society for Optical Engineering. 2020. V. 1135311. P. 11353.
  4. Zaynobidinov S., Babakhodzhayev U., Nabiyev A., Sharibayev N.Y. The mechanism of hole transport in photocells based on A-Si: H // International Journal of Scientific and Technology Research. 2020. V. 9. No. 1. P. 2589—2593.
  5. Thompson S.M. Dancing lights the use of television cameras to measure and study aurorae // Journal of Astronomical History and Heritage. 2024. V. 27. No. 4. P. 859—870.
  6. Сен В., Синь Х., Бин В., Тао П., Чибу Б. Неразрушающее обнаружение механических повреждений в яблоках с помощью импульсной инфракрасной термографии // Дефектоскопия. 2025. № 5. С. 51—61.
  7. Ding W., Ma Y., Zhang J. Remote monitoring and control system for aquarium based on mobile communication platform // IFIP Advances in Information and Communication Technology. 2019. V. 545. P. 462—467.
  8. Давыдов В.В., Порфирьева Е.В., Давыдов Р.В. Неразрушающий метод контроля эластичности стенок вен и артерий человека // Дефектоскопия. 2022. № 9. С. 56—67.
  9. Tanioka K., Ando T., Sugawara M. Camera technology / Handbook of Optoelectronics. Second Edition. Enabling Technologies. 2017. V. 2. P. 97—112.
  10. Kovtonyuk N.F., Misnik V.P., Sokolov A.V., Tumanov V.L. Photosensitivity of vidicons with semiconductor-on-insulator-based phototargets // Journal of Communications Technology and Electronics. 2005. V. 50. No. 12. P. 1409—1412.
  11. Basak S., Ferrone F.A. Numerical linearization of a silicon intensified target vidicon response // Review of Scientific Instruments. 1988. V. 59. No. 8. P. 1423—1425.
  12. Matsuura H. Hydrogenated Amorphous-Silicon/Crystalline-Silicon Heterojunctions: Properties and Applications // IEEE Transactions on Electron Devices. 1989. V. 36. No. 12. P. 2908—2914.
  13. Uchida Teruo, Itoh Seiji, Coleman David M., Minami Shigeo. Corrected performance of SIT vidicons exposed to transient radiation // Applied Spectroscopy. 1990. V. 44. No. 3. P. 391–396.
  14. Zhao Y., Wang H., Zhang Q., Xie Y., Yang J. A study of landslide deformation field with digital correlation method // Chinese Science Bulletin. 2016. V. 61. No. 28—29. P. 3163—3171.
  15. Thorpe L.J. The SMPTE Century: Evolution in Cameras and Lenses from 1916 to 2016 // SMPTE Motion Imaging Journal. 2016. V. 125. No. 6. P. 41—48.
  16. Iureva R.A., Maltseva N.K., Dunaev V.I. Formation of the color image based on the vidicon TV camera // Proceedings of SPIE the International Society for Optical Engineering. 2016. V. 9947. P. 99470M.
  17. Zhang B.-P., Han S. A research of Vidicon Acquiring Image Adaptive Control System Based on locomotor Vehicle // Proceedings 2nd IEEE International Conference on Advanced Computer Control Icacc 2010. 2010. V. 5487150. P. 484—487.
  18. Zhou Y., Sun H., Gao S., Niu S. Videometrics-based Detection of Vibration Linearity in MEMS Gyroscope // International Journal of Computational Intelligence Systems. 2011. V. 4. No. 3. P. 321—328.
  19. Batra A.K., Edwards M.E., Guggilla P., Aggarwal M.D., Lal R.B. Pyroelectric properties of PVDF:MWCNT nanocomposite film for uncooled infrared detectors and medical applications // Integrated Ferroelectrics. 2014. V. 158. No. 1. P. 98—107.
  20. Wang J., Ao Q., Ma J., Chen X., Jiang L. Quasi-static compressive performance of porous stainless steel fiber materials // Journal of Functional Materials. 2018. V. 49. No. 9. P. 9107—9114.
  21. Samoylov V.B., Shchedrina L.V. Cyclostationary mode of pyroelectric sensor // Sensors and Actuators A Physical. 2018. V. 282. P. 142—148.
  22. Dan J.-Q., Ma G.-H., Jiang S.-P., Han L.-B. Research on the real-time location of the battlefield target reconnaissance based on the single-vidicon // Optical Technique. 2008. V. 34. No. 1. P. 100—104.
  23. Shao L., Yang D., Li B., Li K., Lian X. Development of acoustic vidicon based on binocular vision and microphone array // Journal of Scientific Instrument. 2009. V. 30. No. 4. P. 823—827.
  24. Kavandi J., Callis J., Gouterman M., Burns D., McLachlan B. Luminescent barometry in wind tunnels // Review of Scientific Instruments. 1990. V. 61. No. 11. P. 3340—3347.
  25. Liu Y., Zhang J., Dai S. CCD vidicon image processing simulation // Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics. 2009. V. 35. No. 12. P. 1455—1458.
  26. Shahriar A.N.M., Hyde R., Hayman S. Wide-angle image analysis for sky luminance measurement // Architectural Science Review. 2009. V. 52. No. 3. P. 211–220.
  27. Schauer F., JedličKa M., KočKa J. Beam Profiling Characteristics of a Sensitivity-Enhanced Silicon Vidicon System at 1.06 Microns // ASTM Special Technical Publication. 1988. V. STP 1015. P. 44—52.
  28. Mimura H., Hatanaka Y. Optoelectrical properties of amorphous-crystalline silicon heterojunctions // Applied Physics Letters. 1984. V. 45. No. 4. P. 452—454.
  29. Hofstein S.R. A Silicon Vidicon Target with Electronically Variable Light Sensitivity and Spectral Response // IEEE Transactions on Electron Devices. 1968. V. 15. No. 12. P. 1018—1023.
  30. Увин Д.С., Кутергин А.В., Черосов М.А., Спирин К.Е., Василенко О.Н., Батулин Р.Г. Неразрушающая дефектоскопия масс-спектрометрическим методом сосуда дьюара РРМS-9 // Дефектоскопия. 2025. № 9. С. 69—78.
  31. Daveri A., Vagnini M., Nucera F., Romani A., Clementi C. Visible-induced luminescence imaging: A user-friendly method based on a system of interchangeable and tunable LED light sources // Microchemical Journal. 2016. V. 125. P. 130—141.
  32. Ширшин А.В., Федоров А.В., Железняк И.С., Пелешок С.А. Применение текстурной фильтрации при кластеризации данных рентгеновской компьютерной томографии изделий полимерных композиционных материалов // Дефектоскопия. 2025. № 5. С. 62—67.
  33. Bozhenko V., Kondratov P., Shkljarskij V. Thermovision camera with discrete reversal scanning of PEMET vidicon target // Proceedings of the International Conference 2008 Modern Problems of Radio Engineering Telecommunications and Computer Science. 2008. V. 54235366. P. 242—243.
  34. Taylor P.C. World scientific reference of amorphous materials, the: Structure, properties, modeling and main applications (in 3 volumes). 2020. 472 p.
  35. Wang S.-Y., Zhuo L., Shen L.-S., Li X.-G. A simple and effective video sequence super-resolution algorithm // Journal of Beijing University of Technology. 2009. V. 35. No. 6. P. 742—747.
  36. Tang Q., Fang B., Gu Z., Вавилов В.П., Чулков А.О., Xu G., Wang, Z., Bu H. Тепловой контроль микротрещин в полупроводниковых кремниевых пластинах методом лазерного сканирования с использованием сегментации термограмм // Дефектоскопия. 2025. № 4. С. 52—68.
  37. Gregorkiewitz M., Boschetti A. Lattice symmetry relaxation as a cause for anisotropic line broadening and peak shift in powder diffraction // Acta Crystallographica Section A Foundations and Advances. 2024. V. 80. P. 439–445.
  38. Кищин И.А., Киданова Е.Ю., Кубанкин А.С., Сотникова В.С. Методика контроля качества конструкционных элементов из легких материалов на основе мягкого рентгеновского излучения // Дефектоскопия. 2023. № 10. С. 43—52.
  39. Давыдов В.В., Мязин Н.С., Давыдова Т.И. Неразрушающий метод экспресс-контроля состояния конденсированных сред для экологического мониторинга // Дефектоскопия. 2017. № 7. С. 52—61.
  40. Shevchenko D.V., Provodin D.S., Davydov V.V. Development of a compact high-resoluyion digital microscope for the research of micro and nanostructures // St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Physics and Mathematics. 2023. V. 16. No. S3.1. P. 396—401.
  41. Zayed M.M., Bakr E.A., Abu-Youssef M.A.M., Soliman S.M., Yousri A. Synthesis of copper(II) and cobalt(II) complexes with bidentate s-triazine ligand bearing pyrazolyl moiety; X-ray structural studies and antimicrobial evaluation // Journal of Molecular Structure. 2025. V. 1348. P. 143453.
  42. Kuschel S., Ho P.J., Al Haddad A., Marinelli A., Gorkhover T. Non-linear enhancement of ultrafast X-ray diffraction through transient resonances // Nature Communications. 2025. V. 16. No. 1. P. 847.
  43. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.: Металлургия, 1982. 632 с.
  44. Jagadeesha Angadi V., Kubrin S., Sayed M.A., Longo E., Basavegowda N. Structural and magnetic modulations in α-Fe2O3 ceramic nanoparticles: A multifaceted study with DFT calculations // Ceramics International. 2025. V. 51. No. 21. P. 33407–33414.
  45. Kipgen F., Singh L.R., Saikia P.J., Devi S.R., Hussain M.A. X-ray diffraction line profile analysis of nanocrystalline PbSe thin film prepared at different pH value by chemical bath deposition technique // Next Materials. 2025. V. 9. P. 101009.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2026

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).