随着硅材料质量的提升和半导体工艺技术的发展, 低温制冷下电荷耦合器件(CCD)的暗电流已经可以忽略, 此时放大器成了主要的噪声源, 限制了对微弱信号的检测。采用电子倍增技术, 通过对电荷包在进入输出节点前进行放大, 可有效抑制放大器的噪声。然而, 电荷包放大后容易饱和, 会限制器件的动态范围。本研究采用浮置栅放大器对电荷包进行无损检测。根据检测结果, 大的电荷包直接输出, 小的电荷包通过电子倍增放大后再输出, 获得高灵敏度的同时兼顾了大的动态范围。根据实际测试结构, 在10-4Lx光照下得到了良好的微光成像效果, 同时动态范围可达15万倍。
微光 动态范围 高灵敏 CCD CCD EMCCD EMCCD low-level-light dynamic range high sensitivity
电荷耦合器件(CCD)多晶硅交叠区域绝缘介质对成品率和器件可靠性具有重要的影响。将氮化硅和二氧化硅作为CCD多晶硅层间复合绝缘介质, 采用扫描电子显微镜(SEM)和电学测试系统研究了多晶硅层间氮化硅和二氧化硅复合绝缘介质对CCD多晶硅栅间距和多晶硅层间击穿电压的影响。研究结果表明, 多晶硅层间复合绝缘介质中的氮化硅填充了多晶硅热氧化层的微小空隙, 可以明显改善绝缘介质质量。多晶硅层间击穿电压随着氮化硅厚度的增加而增大, 但太厚的氮化硅会导致CCD暗电流明显增大。由于复合绝缘介质质量好, 可以减小CCD多晶硅的氧化厚度。
绝缘介质 多晶硅 电荷耦合器件 insulation dielectric polysilicon charge-coupled device
1 重庆光电技术研究所, 重庆 400060
2 海装广州局, 广州 510000
时间延迟积分电荷耦合器件(TDI CCD)主要应用于弱光信号探测, 其在强光应用场合容易出现弥散现象。针对该问题, 研制了横向抗弥散多光谱TDI CCD图像传感器。该器件包含四个多光谱段(B1~B4区), 有效像元数为3072元, 像元尺寸为28μm×28μm。大像元可以在弱光环境下提供良好的光谱区分能力, 通过滤光片可获得蓝光、绿光、红光和近红外波段的图像。为了减小抗弥散对器件满阱电子数的不利影响, 采用了紧凑的抗弥散结构, 仅占像元面积的7.1%。器件满阱电子数为500ke-, 抗弥散能力为100倍, 读出噪声小于等于70e-, 动态范围大于等于7143∶1。
时间延迟积分 电荷耦合器件 多光谱 横向抗弥散 图像传感器 time delay integration CCD multispectral lateral anti-blooming imaging sensor
介绍了抗辐射加固设计使用的总剂量辐照效应模型, 研究了它在时间延迟积分电荷耦合器件(TDI-CCD)电荷转移效率参数衰减中的应用, 并通过不同剂量60Co γ辐照试验, 验证了该模型在TDI-CCD器件抗辐射加固设计中的应用价值。
TDI-CCD器件 总剂量辐照效应模型 缺陷 电荷转移效率 TDI-CCD total dose effect model defects charge transfer efficiency
1 重庆光电技术研究所, 重庆 400060
2 北京空间技术研究所, 北京 100063
针对影响高速电荷耦合器件(CCD)性能参数的主要因素, 如CCD的频率特性、接地回路、电磁干扰、图像串音等进行研究, 设计研制出400 pixel×400 pixel高速可见光CCD, 测试分析显示, 该器件实现了高灵敏度、高动态范围、低噪声等性能指标, 较好地解决了高速CCD多抽头输出一致性、噪声、信号串扰等问题,从而验证了设计的合理性和有效性。
图像传感器 电荷耦合器件(CCD) 高速 多抽头
