Конструкция

ПЗС (приборы с зарядовой связью) - в английской аббревиатуре - CCD, charge-coupled devices. ПЗС – типичные МОП-структуры, в которых МОП представляет собой трехслойную композицию «металл – оксид – полупроводник», причем полупроводник должен обязательно обладать дырочной проводимостью (рис. 1).

Фоточувствительный прибор с зарядовой связью (ФПЗС) - это фотоприемник, воспринимающий изображение, осуществляющий его разложение на элементарные фрагменты, поэлементное электронное считывание (сканирование) и формирование на выходе видеосигнала, адекватного изображению. ФПЗС, являющийся многоэлементным фотоприемником, выпускается в матричном или линейном виде, достигая в наиболее современных образцах нескольких тысяч элементов для линеек и нескольких миллионов - для матриц.

Рис. 1 Элемент ПЗС-матрицы

ФПЗС представляет собой микросхему на полупроводниковом кристалле (кремний), поверхность которого покрыта слоем (0,1 мкм) диэлектрика (окись кремния), а на этот слой нанесены прозрачные электроды (алюминий или поликремний). Размеры электродов измеряются единицами микрометров, а расстояния между ними составляют менее 1-2 мкм. Строка от строки отделяются узкими областями так называемой стоп-канальной диффузии.

В приборах с зарядовой связью преобразование фотона в электрон производится в результате внутреннего фотоэффекта: поглощения светового кванта кристаллической решёткой полупроводника с выделением носителей заряда. Это может быть либо пара «электрон + дырка», если произошло взаимодействие с атомом кристаллической решётки полупроводника, либо единичный носитель заряда – последнее происходит при использовании донорных либо акцепторных примесей в полупроводнике. Фиксирующие проводимость примеси n-типа называют «донорами», а р-типа – «акцепторами».

Разумеется, внутренним фотоэффектом работа сенсора не ограничивается– необходимо сохранить «отнятые» у полупроводника носители заряда в специальном хранилище, а затем их сосчитать.

Дата добавления: 2014-01-04