电荷耦合摄像器件CCD的突出特点是以电荷为信号载体,不同于大多数以电流或电压为信号的载体喊叫件。CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。因此CCD的基本工作过程主要是信号电荷的产生、存储、转移和检测。
CCD有两种基本类型:一种是电荷包存储在半导体与绝缘体之间的界面,并沿界面转移,这类器件称为表面沟道CCD;另一种是电荷包存储在离半导体一定尝试的体内沿着一定方向转移,这类器件称为体沟道或埋沟道器件。下面详细介绍CCD的基本工作原理:
CCD是一种以电荷包形式存储和传递信息的半导体表面器件,是在MOS结构电荷存储器的基础上发展起来的,所以有人将其称为排列起来的MOS电容陈列。一个MOS电容器是一个光敏元,可以感应一个像素点,则一个图像有多少个像素点,就需要多少个同样的光敏元,即传递一幅图像需要由许多MOS光敏元大规模集成的器件。
P型半导体MOS光敏元结构是制备时先在P-SI片上氧化一层SIO2介质层,其上的沉积一层金属铝作为栅极,在P-SI半导体上制作下电极。
其原理为:给栅极突然加一个VG正脉冲,在光电开关的金属电极板上就会充上一些正电荷,电场将P-SI中SIO2界面附近的空穴排斥走,在少数电子还未移动到此区时,在SIO2附近出现耗尽层,耗尽区中的电离物质为负离子,此时半导体表面处于非平衡状态,表面区有表面电动势,若衬底电位为0,则表面处电子的静电位能为-qs。 |