VDF-TrFE Copolymer Pyroelectric Sensor

A new generation of thermal uncooled focal plane array has been developed in the context of PROMETHEUS PROCHIP European Program (EUREKA) as a passive infrared obstacle detection applied to automotive [1]. The infrared detection uses the pyroelectric effect in VDF/TrFE copolymer. VDF/TrFE pyroelectric sensors have now definitely reached the level of a product. Based on a bidimensional matrix array, it can be considered as a whole system with a monolithic technology processed on an industrial silicon substrate provided with the integrated CMOS readout circuit. The paper will describe the main procedures dealing with the fabrication of a $32 \times 32$ – 100 $\mu$ $m$ pitch – Focal Plane Array (FPA) developed for very low cost infrared applications. The design architecture, a complete model of detection and the sensor performances are presented.Une nouvelle génération de matrice infrarouge non refroidie a été développée pour la détection d'obstacle dans le cadre de l'application automobile et dans le contexte du programme européen PROMETHEUS PROCHIP [1]. La détection infrarouge utilise l'effet pyroélectrique dans le copolymère VDF-TrFE. Les senseurs matriciels pyroélectriques à base de VDF-TrFE ont maintenant atteint la maturité d'un produit et peuvent être considérés comme un système complet avec une technologie de détection monolithique directement réalisée sur le circuit de lecture de type CMOS. Cet article décrit les étapes principales de l'élaboration d'une matrice dans le plan focal de format $32 \times 32$ au pas de 100 $\mu$m conçue pour les applications infrarouges à très faibles coûts. Nous présenterons l'architecture de la matrice, une modélisation complète de la détection pyroélectrique à base de VDF-TrFE ainsi que les performances de la matrice

The rôle of plasma oxide in InP MIS structures

Silicon dioxide formed by a plasma assisted reaction at 250 °C between silane and nitrous oxide, has been deposited either directly or on a plasma oxide layer grown formely on the InP substrate, to realize a MIS structure. The quality of the plasma oxide layer (≤ 100 A) is demonstrated through its effect on the rigidity of the MIS structure. Interface state densities on unannealed structures which include plasma oxide, is 1012 cm -2 eV-1. Furthermore, the slow states located at the SiO 2/plasma oxide interface are minimized when the transition between the two oxides is abrupt. Factors of improvement are finally presented : annealing procedure, reaction temperature, composition of reacting gases

The rôle of plasma oxide in InP MIS structures

Silicon dioxide formed by a plasma assisted reaction at 250 °C between silane and nitrous oxide, has been deposited either directly or on a plasma oxide layer grown formely on the InP substrate, to realize a MIS structure. The quality of the plasma oxide layer (≤ 100 A) is demonstrated through its effect on the rigidity of the MIS structure. Interface state densities on unannealed structures which include plasma oxide, is 1012 cm -2 eV-1. Furthermore, the slow states located at the SiO 2/plasma oxide interface are minimized when the transition between the two oxides is abrupt. Factors of improvement are finally presented : annealing procedure, reaction temperature, composition of reacting gases.Un dépôt de silice obtenu par réaction à 250 °C entre silane et oxyde nitreux est réalisé par CVD assisté par plasma sur un substrat InP, soit directement, soit après croissance d'un oxyde natif plasma à la surface (≤ 100 A). On montre alors l'influence prépondérante de cette couche d'oxyde sur la qualité diélectrique de la structure MIS. Les résultats obtenus sur le plan de la qualité d'interface sur des structures non recuites, font apparaitre une densité moyenne d'états rapides de 1012 cm-2 eV-1 à l'interface InP/oxyde plasma, et la présence d'états lents situés essentiellement à la transition oxyde plasma/SiO2. Une amélioration de ces propriétés passe par une optimisation de la température de réaction, des conditions de recuit, et de la composition des gaz réactants utilisés

Indium antimonide infrared imaging C.I.D. linear and matrix arrays

It is of great importance to day to obtain thermal IR sensitive CCD or CID matrix arrays. This paper shows that it is possible, in spite of difficulties which appear with the new technics and material used, that monolithic InSb Arrays with good performances can be fabricated. Detectivities of about 3 x 1011 cm H1/2 W-1 for a 32 elements linear array and 5 x 1010 cm H 1/2 W-1 for an 8 x 8 element matrix have been measured, which are very close to detectivities of best photovoltaic detectors. Efficiency and transfer time values are obtained via theoretical analysis and modelling which show the feasibility of a 1 000 elements matrix array read by a single preamplifier.L'intérêt est grand actuellement pour la réalisation de matrices plan focal sensibles à l'infrarouge thermique du type CCD, CID. Nous montrons dans cet article qu'il est possible de réaliser, malgré les difficultés inhérentes aux matériaux et aux techniques nouvelles, des matrices monolithiques sur InSb présentant des caractéristiques intéressantes et prometteuses. Des valeurs de détectivités de 3 x 1011 cm H1/2 W-1 pour une barrette linéaire de 32 éléments et de 5 × 1010 cm H 1/2 W-1 pour une matrice de 8 x 8 éléments ont pu être mesurées qui sont très proches de celles obtenues sur les meilleurs détecteurs photovoltaiques. Les valeurs de rendement et de temps de transfert, obtenues par une modélisation et une analyse théorique, permettent d'établir la faisabilité de matrices comptant un millier d'éléments et lues par un seul préamplificateur