Sensori CMOS spettralmente accordabili : sperimentazione in tecnologia frontside e studio di fattibilità di strutture backside

This Master Thesis work, carried out at the Department of Electronics, Information and Bioengineering of Politecnico di Milano, is related to the development of the TFD (Transverse Field Detector) CMOS image sensor, a device proposed at Politecnico di Milano finding place in the field of smart image sensors, and especially in systems with tunable spectral responses, i.e. able to adapt the response to the scene and to allow a multispectral image acquisition. The work mainly concerns the characterization of two types of TFD sensors: the first, a large area pixel which, for its structural features, will be considered as a reference; and a second more complex sensor, formed by a matrix of 64x64x3 pixels. The experimental activity allowed to evaluate, for both sensors, the colorimetric performances and spectral analyses. The research undertaken in this Thesis finally covered the feasibility study through finite element simulations of possible TFD structures in backside technology.

Il presente lavoro di Tesi magistrale, svolto presso il dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano, interessa i sensori d’immagine CMOS di tipo TFD (Transverse Field Detector), una tipologia di dispositivi proposta di recente al Politecnico di Milano che si inserisce nell’ambito della sensoristica intelligente per immagini, ed in particolare dei sistemi con risposte spettrali tunabili, ovvero in grado di adattare le risposte cromatiche alla scena e permettere un’acquisizione dell’immagine multibanda. Il lavoro svolto riguarda principalmente la caratterizzazione di due tipologie di sensori TFD: il primo, a grande area che, per le sue caratteristiche strutturali, sarà considerato come riferimento; ed un secondo più complesso sensore, formato da una matrice di 64x64x3 pixel. L’attività di sperimentazione ha permesso di valutare, per entrambi i sensori, le performance colorimetriche e le caratteristiche spettrali. L’attività di ricerca di questa Tesi ha infine riguardato lo studio di fattibilità tramite simulazioni agli elementi finiti di possibili strutture di TFD in tecnologia back-side.