Центр исследований и разработок «Перспективные технологии в микроэлектроники» (Центр ПТМ) ТГУ
Центр «Перспективные технологии в микроэлектроники» является российским центром компетенций в области технологий полупроводниковых сенсоров ионизирующего излучения для систем мультиспектральной цифровой радиографии.
Томский государственный университет входит в число мировых лидеров по разработке детекторов. На базе университета разработана технология HR-GaAs:Cr структур, не имеющая мировых аналогов. На их основе производятся матричные сенсоры для регистрации квантов рентгеновского излучения. Детекторы с томскими сенсорами уже установлены на синхротронах во Франции, Германии, Швейцарии, Великобритании.
Сейчас на базе Центра ПТМ ведётся разработка и изготовление радиационно-стойких сенсоров для детекторов, которые будут установлены на источниках синхротронного излучения четвертого поколения, например, российских СКИФ, РИФ, КИСИ, СИЛА.
Новые отечественные матричные детекторы открывают перспективы создания диагностических систем для науки, медицины и индустрии. Активное развитие этого направления позволит создать и развить в России подотрасль рентгеноскопии и радиографии, которая решит проблемы замещения импортного оборудования медицинского, научного и промышленного назначения.
На базе Центра «ПТМ» разработаны методики измерения:
- электрофизических характеристик и дрейфовой скорости носителей заряда в высокоомных полупроводниках на основе эффекта Холла и метода монополярного дрейфа, соответственно;
- температурной зависимости вольт-амперных характеристик сенсоров ионизирующего излучения на основе высокоомных полупроводников;
- амплитудного спектра, эффективности сбора заряда и шумовых характеристик полупроводниковых сенсоров ионизирующего излучения;
Разработаны технологии и сформированы технологические линии:
- обработки полупроводниковых и керамических пластин диаметром 50, 76, 100 мм;
- изготовления пластин высокоомного арсенида галлия, компенсированного хромом (HR GaAs:Cr) диаметром 50, 76, 100 мм и толщиной 250 – 1000 мм;
- изготовления многоэлементных (микрополосковых и матричных) сенсоров ионизирующего излучения на основе HR GaAs:Cr пластин диаметром 50, 76, 100 мм;
- изготовление микросборок на основе многоэлементных HR GaAs:Cr сенсоров и специализированных интегральных микросхем (СИМС);
Технологическая и измерительная инфраструктура Центра ПТМ:
- комплекс чистых помещений площадью 760 м2;
- технологическая линия для изготовления HR GaAs:Cr пластин диаметром 50 — 100 мм;
- технологическая линия для изготовления многоэлементных (микрополосковых и матричных) рентгеновских сенсоров (детекторов) на основе пластин высокоомного арсенида галлия, компенсированного хромом (HR GaAs:Cr), диаметром 50 — 100 мм;
- специализированное измерительное оборудование;
- оборудование для изготовления микросборок на основе многоэлементных сенсоров и специализированных интегральных микросхем (СИМС);
- измерительный стенд для исследования спектральных и пространственных характеристик энергодисперсионных рентгеновских детекторов на основе многоэлементных сенсоров рентгеновского излучения.
Посмотреть полный список оборудования Центра ПТМ можно здесь.
В настоящее время Центром проводятся исследования в целях разработки:
- технологии флип-чип сборки многоэлементных матричных сенсоров с многоэлементными специализированными интегральными микросхемами считывания данных;
- технологии изготовления радиационностойких высокотемпературных сенсоров на основе монокристаллического сапфира и карбида кремния для контроля параметров выскоинтенсивных пучков рентгеновских квантов, протонов и ионов;
- технологии изготовления многоэлементных сенсоров на основе Si, CdTe и CZT для систем формирования изображения в рентгеновском излучении в диапазоне энергий до 150 кэВ;
- технологии изготовления радиометрических и спектрометрических Si сенсоров для систем регистрации ионизирующего излучения и систем рентгенофлуоресцентного анализа, соответственно;
- технологии изготовления многоэлементных Si сенсоров для систем контроля пространственного распределения ионизирующего излучения.
Сотрудники Центра в составе базовой кафедры «Полупроводниковая электроники» (радиофизический факультет ТГУ) участвуют в подготовке и обучении студентов по направлениям:
- проектирование сенсоров различного назначения (Sensor Design);
- проектирование специализированных интегральных микросхем (ASIC Design);
- технология сенсоров на основе широкозонных полупроводников (Technology Design)