CMOS-Bildgeber made in Europa
Bildsensoren wandeln das über Erdbeobachtungs- und planetare Forschungsmissionen eingefangene Licht in ein Datensignal um, das bei der Verarbeitung als Bild wiedergegeben wird. Vor Kurzem wurde der Fokus auf die Bereitstellung einer CMOS (complementary metal-oxide semiconductor, ergänzender Metalloxidhalbleiter)-Lösung für diesen Anwendungsbereich gelegt. Sowohl die Europäische Weltraumorganisation (ESA) als auch die Europäische Kommission haben den Bedarf für die Entwicklung weltraumgeeigneter CMOS-Bildsensoren (CIS) unter Nutzung ausschließlich europäischer Herstellungsquellen ausgemacht. EU-finanzierte Forscher haben das Projekt EUROCIS (Platform for European CMOS imagers) gestartet, um dieser Anforderung gerecht zu werden. Bislang basierten Bildsensoren auf ladungsgekoppelten Gerätetechnologien, die in Europa verfügbar sind. Die Forscher erstellten einen CIS-Entwurf, der den anspruchsvollen Anforderungen für eine Anwendung im Raumfahrtbereich gerecht wird und der widrigen Betriebsbedingungen standhält. Der Schlüssel zum Erfolg war eine rückseitige Passivierung unter Anwendung eines Laserglühverfahrens. Es wurden zahlreiche Experimente unter Verwendung eines Prüfgeräts durchgeführt, welches aus Fotodioden verschiedener Größe bestand, um die optimalen Bedingungen für eine verbesserte chemische Stabilität von Siliziumsubstratwafern zu definieren. Die Forscher evaluierten zudem die Anwendung von Nachbearbeitungsbeschichtungen, um die Reflexion zu reduzieren und die Übertragung auf Siliziumflächen zu maximieren. Die Komponenten wurden hergestellt und Versuchs-CIS wurden gebaut und geprüft, um den neuen Entwurf zu validieren. Der Versuchsaufbau beinhaltete elektrische und optische Bodendienstgeräte. Erstgenannte versorgten den Sensor mit Strom und lasen den Analogausgang, während letztgenannte abhängig von den zu messenden Parametern optische Reize von verschiedenen Quellen zuführten. Es wurden außerdem Schwingungstests durchgeführt. Durch die Nutzung einer hochmodernen Infrastruktur und von geballtem Know-how haben die EUROCIS-Projektpartner deren Angebot an innovativen Konzepten in Form von Prototypen und einer Herstellung im kleinen Maßstab verbreitert. Es wird damit gerechnet, dass weitere High-End-Anwendungen zu den neu entworfenen CIS im Bereich der medizinischen Bildgebung und Sicherheit folgen werden.
Schlüsselbegriffe
Bildgebungssysteme, Raumfahrtindustrie, ergänzende Metalloxidhalbleiter, Bildsensor
