基于MEMS的高性能红外传感器的自动表征
Matthew Benson1, Ryan W Parker1, Melisa Ekin Gülseren1
1Department of Electrical and Computer Engineering, University of California at Davis, Davis, CA 95616, USA.
IEEE access : practical innovations, open solutions
|February 7, 2025
概括
一个自动化系统快速表征基于微电机系统 (MEMS) 的红外 (IR) 传感器,揭示性能权衡. 这种具有成本效益的平台可以更快地开发下一代红外传感技术.
科学领域:
- 光电子和传感器技术
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 微电子机械系统 (MEMS) 是一种微电子机械系统.
背景情况:
- 红外 (IR) 传感器对于光谱,健康监测和通信的应用至关重要.
- 基于MEMS的红外传感器显示出高性能,但实验性表征是耗时且昂贵的.
- 确定新型红外传感技术的性能极限对于其进步至关重要.
研究的目的:
- 开发一种自动化,低成本和快速的解决方案,用于描述微型红外传感器件.
- 通过实验确定基于MEMS的红外传感器的性能极限.
- 根据设备几何形状,确定传感器性能中的权衡和统计关系.
主要方法:
- 设计了一个自动化平台,用于快速表征芯片上的红外传感器.
- 该系统使用光学和射频询问技术进行高效的测试.
- 该平台可以在单个晶圆上测试超过1500个传感器,每个设备大约需要20秒.
主要成果:
- 该自动化系统成功地特征了超过1500个基于MEMS的红外传感器.
- 数据显示,响应性和与设备厚度相关的噪声之间存在显著的权衡.
- 统计分析提供了对传感响应变化与设备几何尺寸的洞察.
- 最好的设备达到2391的质量因子和164Hz/nW的响应率.
结论:
- 拟议的自动化平台提供了一种高效且具有成本效益的方法来表征下一代红外传感器件.
- 该系统加速了基于MEMS的红外传感器的理解和优化.
- 这些发现有助于为各种应用开发先进的红外传感技术.
