CC BY
13Рис.4. СЭМ-изображение второго (а) и третьего (б) слоев металлизации ИС
слоя (см. рис.1,б). После 2 ч проведения процесса ИЛТ удалось наблюдать в СЭМ второй слой металлизации, а еще через 45 мин - третий слой (рис.4). Линии на этих снимках представляют собой полоски Al металлизации, а светлые точки на концах линий - сечения вольфрамовых столбиков, выполняющих функцию межслойных проводников. Отсутствие на снимках интерференции с соседними слоями свидетельствует о планаризации, позволяющей вскрыть несколько слоев металлизации для наблюдения.
Таким образом, продемонстрирована возможность использования метода физического ионного распыления при скользящих углах падения ионов для прецизионного контролируемого профилирования ИС.
Литература
1. Mathews C.R., Bierway A., Litwin S. Copper process methrology // 0153185А1, Patent US. - 2008.
2. Ku Juang Hwoi, Kim Chuel Hang. Deprocessing method of defect analysis of polisilicon contact // 100216674(B1), Patent KR - 1999.
3. Tichonov V. Apparatus and method for deprocessing a multi-layer semiconductor device // 6033994A, Patent US - 2000.
4. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой / под ред. Р.М. Бериш М.: Мир, 1984. - 336 с.
5. Ion beam shaping and downsizing of nanostructures / M. Zgirski, K-P. Riikonen, V. Tuboltsev et al. // Nanotechnology. -2008. - Vol. 19. - P. 1-6.
6. Wising M., Batzill M. and Snowdon K.J. Preparation by glancing incidence ion irradiation of CaF2 surfaces with angstrom-scale RMS roughness // Nanotechnology. - 1997. - Vol. 8. - P. 40-45.
Поступило 7 декабря 2011 г.
Вяткин Анатолий Федорович - доктор физико-математических наук, профессор, заместитель директора по научной работе ИПТМ РАН. Область научных интересов: физическое материаловедение, физические основы технологий микроэлектроники.
Зиненко Владимир Иосифович - кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ИПТМ РАН. Область научных интересов: взаимодействие ионов с поверхностью, ионная имплантация, ионное распыление. E-mail: Zinenko@iptm.ru
УДК 621.396.967
Оценка радиометрических характеристик радиолокационных
изображений в РСА после вторичной обработки с использованием метода дифференциального радиоконтраста
В.Д. Захаров ГУП НПЦ «СПУРТ» (г. Москва)
Радиолокаторы с синтезированной апертурой антенны (РСА) занимают одну из лидирующих позиций среди технических средств мониторинга земной поверхности [1-3]. Основным достоинством РСА является возможность получения радиолокационных изображений (РЛИ) высокого пространственного разрешения.
© В.Д. Захаров, 2012
Оценка радиометрических характеристик РСА по получаемым радиолокационным изображениям является важной задачей в рамках калибровки и валидации радиолокаторов. Несмотря на широкий интерес к данной тематике, в научной литературе [ 4-6] нет единого подхода к решению данной задачи. Одним из возможных путей решения проблемы является применение для оценки упомянутых величин метода дифференциального радиоконтраста (МДРК) [7]. Особенностью МДРК является рассмотрение радиометрических характеристик РСА и получаемых с их помощью РЛИ с единых позиций статистики. При этом каждой радиометрической величине ставится в соответствие величина вероятности правильного обнаружения:
да
Рбн (х)ёх, (1)
О
где плотность распределения вероятности величины разности радиояркостей двух элементов РЛИ определяется выражением
да
^(х) = |— х>&. (2)
—да
Здесь Щ1(х),Ж^2(у) - плотности распределения вероятностей величин радиояркостей и ^2 двух элементов РЛИ.
В случае, когда рассматриваемые элементы изображения содержат полезный сигнал, веро-
м ф1
ятность правильного обнаружения (1) зависит от величины радиоконтраста Сф =--отно-
М ф2
шения математических ожиданий радиояркостей элементов. В рамках МДРК под радиометрическим разрешением РСА (РЛИ) по фону для модуля сигнала понимается величина
радиоконтраста Сф* двух элементов статистически ровной поверхности (СРП), характеризуемая
вероятностью правильного обнаружения равной 0,8.
Применение алгоритмов вторичной обработки РЛИ в РСА является неотъемлемым этапом современной обработки радиолокационной информации и, как правило, направлено на подавление спекл-шума и повышение радиометрических характеристик изображения. Задача оценки данных характеристик после вторичной обработки является актуальной, поскольку позволяет рассчитывать параметры конечного РЛИ.
Предлагаемая методика оценки радиометрического разрешения РЛИ после фильтрации с использованием численных методов в рамках МДРК содержит следующие этапы:
- моделирование фрагментов СРП радиолокационного изображения с разными отношениями фон/шум, определение их статистических характеристик;
- фильтрация изображений;
- нахождение плотностей распределения вероятности радиояркостей элементов изображений после фильтрации;
- нахождение вероятности правильного обнаружения путем вычисления интегралов (1) и (2) с использованием полученных плотностей распределения;
- построение точечных кривых зависимости вероятности правильного обнаружения от величины радиоконтраста элементов СРП;
- интерполяция кривых вероятности полиномами в области Робн = 0,8; вычисление радиометрического разрешения.
На рис.1 приведены графики вероятностей правильного обнаружения радиоконтраста двух элементов СРП после применения простой усредняющей фильтрации с размером окна 3, 5, 7, 9, 11 при отношении фон/шум равном 0 дБ.
1 of»«
0,7 0,6 0,5
0,9
0,8
О
0 2 4 6 8 Сф
123456789 10 А
Рис.1. Зависимости вероятности правильного обнаружения радиоконтраста элементов СРП после усредняющей фильтрации при разных значениях размера окна фильтра
Рис.2. Зависимость радиометрического разрешения РЛИ от размера окна фильтра: 1 - медианный; 2 - усредняющий
Результатом вычислений значения радиоконтраста, соответствующего Робн = 0,8 для каждой кривой (см. рис.1), является зависимость радиометрического разрешения РЛИ по модулю сигнала от величины размера окна усредняющего фильтра. На рис.2 приведены графики зависимости радиометрического разрешения РЛИ по модулю сигнала после применения простого усредняющего и медианного фильтров от размера окна фильтра.
Представленная методика оценки радиометрического разрешения РЛИ в РСА на основе статистического математического метода дифференциального радиоконтраста является простой и удобной, легко реализуемой на ЭВМ и не зависит от типа используемого фильтра. Применение методики позволяет оценить радиометрическое разрешение конечного РЛИ и может быть учтено как при разработке и оптимизации параметров радиолокатора, так и при выборе алгоритмов обработки радиолокационных данных.
1. Кондратенков Г. С., Фролов А.Ю. Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования земли: учеб. пособие для вузов / Под ред. Г. С. Кондратенкова. - М.: Радиотехника, 2005. - 368 с.
2. ВербаВ.С., НеронскийЛ.Б., ОсиповИ.Г., ТурукВ.Э. Радиолокационные системы землеобзора космического базирования / Под ред. В.С. Вербы. - М.: Радиотехника, 2010. - 680 с.
3. Радиолокационные системы воздушной разведки, дешифрирование радиолокационных изображений / Л.А. Школьный, Е. Ф. Толстов, А.Н. Детков и др. / Под ред. Л.А. Школьного. - М.: Изд-во ВВИА, 2008. - 531 с.
4. Brooks S.R., Miller P.F. The influence of radiometric resolution on synthetic aperture radar design parameters // In Proc. 3rd SEASAT SAR Workshop on SAR Image Quality (Frascati, Italy, Dec. 1980). - 1980. - P. 5-12.
5. Frost V.S. Probability of Error and Radiometric Resolution for Target Discrimination in Radar Images // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. - March 1984. - Vol. GE-22, № 2. -P. 121-125.
6. Oliver P., Vidal-Madjar D. Empirical estimation of the ERS-1 SAR radiometric resolution // Int. J. Remote Sens. -1994. - Vol. 15. - N 5. - P. 1109-1114.
7. Четверик В.Н. Дифференциальный радиоконтраст в задачах оценки качества радиолокационных изображений // Изв. вузов. Электроника. - 2008. - № 1. - С. 62-67.
8. Serkam M., Musaoglu N., Kirkici H., Ormeci C. Edge and fine detail preservation in SAR images through speckle reduction with an adaptive mean filter // Int. J. Remote Sens. - 2008. - Vol. 29. - N 23. - P. 6727-6738.
9. Speckle Noise Reduction in SAR Imagery Using a Local Adaptive Median Filter / Fang Qiu, Judith Berglund, John R. Jensen et al // GIScience and Remote Sensing. - 2004. - Vol. 41. - N 3. - P. 244-266.
Литература
Поступило 2 ноября 2011 г.
Захаров Владимир Дмитриевич - инженер НПЦ «СПУРТ». Область научных интересов: радиолокация, теория вероятностей, математическое моделирование, синтез радиолокационных изображений, цифровая обработка сигналов. E-mail: zaharovv@gmail.com
