search query: @keyword polymer / total: 26
reference: 12 / 26
Author: | Karaste, Kimmo |
Title: | Spin-on siloxane polymers in image sensor applications |
Siloksaanipohjaisten spin-on polymeerien käyttö kuvakennojen valmistuksessa | |
Publication type: | Master's thesis |
Publication year: | 2010 |
Pages: | ix + 88 Language: eng |
Department/School: | Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta |
Main subject: | Optoelektroniikka (S-104) |
Supervisor: | Honkala, Seppo |
Instructor: | Rantala, Juha |
Electronic version URL: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201203131417 |
OEVS: | Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning CentreIn the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network. The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/ You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.
Logging on to the customer computers
Opening a thesis
Reading the thesis
Printing the thesis
|
Location: | P1 Ark Aalto 849 | Archive |
Keywords: | CMOS image sensor spin-on polymer lightpipe pixel CMOS-kuvakenno spin-on polymeeri valokanava pikseli |
Abstract (eng): | The feasibility of siloxane based spin-on polymers in a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) image sensor application is studied in this thesis. After an introduction to the fundamental characteristics of light and how it behaves when propagating in matter and through interfaces, the basic operation principles of the most commonly used modern image sensors are reviewed. The experimental part of the thesis will demonstrate the improvements achieved in image sensor performance when replacing conventional dielectrics with siloxane based polymers having specifically tuned refractive indices. Results from optical modelling as well as measurement data from fully functional devices are used to demonstrate the enhanced device performance. Silecs' high refractive index spin-on polymers are shown to significantly improve the quantum efficiency and reduce crosstalk of a small pixel size image sensor utilizing a lightpipe structure. Up to 24% quantum efficiency and 19% crosstalk improvement was achieved in an IBM 2.2 µm pixel size sensor when comparing to a conventional structure. Silecs' low refractive index polymer films used as passivation and anti-reflection coatings on the image sensor microlens array were also studied. Lower reflectance from the microlens surface was achieved by properly tuning the overcoat film thickness and refractive index. Additionally, the overcoat provides mechanical protection to the soft microlens material which can result in improved manufacturing yield. Finally, photosensitized siloxane polymers are demonstrated to yield excellent photopatternability with using industry standard lithographic techniques. |
Abstract (fin): | Tässä työssä esitellään siloksaani-pohjaisten spin-on polymeerien tuomia etuja CMOS-kuvakennojen toimintaan. Ensimmäisessä osassa tutustutaan valon perusominaisuuksiin ja kuinka se käyttäytyy kulkiessaan väliaineessa sekä rajapintojen yli. Lisäksi käydään läpi nykyisin yleisimmin käytössä olevien kuvakennojen toimintaa sekä rakennetta. Työn kokeellisessa osuudessa tullaan osoittamaan mitä etuja siloksaani-pohjaisilla polymeereillä on kennojen valmistuksessa tavallisesti käytettyihin eristekerroksiin verrattuna. Työn aikana tutkittiin erityisesti Silecsin valmistamien korkean taitekertoimen spin-on polymeerikalvojen soveltuvuutta kennon valokanavarakenteeseen. Parannukset erityisesti pieniä pikseleitä hyödyntävien CMOS-kuvakennojen kvanttihyötysuhteeseen sekä pikselien väliseen ylikuulumiseen havainnollistetaan sekä optisen mallinnuksen että käytännön mittausten avulla. IBM:n 2.2 µm pikselikoon CMOS-kuvakennossa saavutettiin valokanavarakenteen avulla 24% parannus kvanttihyötysuhteessa ja 19% parannus ylikuulumisessa. Lisäksi työssä arvioidaan matalan taitekertoimen omaavien polymeerikalvojen soveltuvuutta kennojen passivointiin ja heijastuksenestoon. Havaittiin, että mikrolinssin pinnasta syntyviä heijastuksia pystyttiin merkittävästi vähentämään säätämällä kalvon paksuus ja taitekerroin sovellukseen sopivaksi. Lopuksi havainnollistetaan suorakuvioitavien polymeerien tuomia etuja kennon valmistusprosessiin. |
ED: | 2010-04-09 |
INSSI record number: 39421
+ add basket
INSSI