电荷耦合器件成像性能测试与分析(2)
时间:2017-05-07 19:37 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
4.7.1 Dynamic Range 的定义 . 26 4.7.2 Dynamic Range 的影响因素 . 26 4.8 Uniformity 的定义及影响因素 . 27 4.8.1 Uniformity 的定义 27 4.8.2 Uniformity 的影响因素 28 4.9 Distortion 的定义及影响因素 . 29 4.9.1 Distortion 的定义 29 4.9.2 Distortion 的影响因素 29 5 CCD 成像各性能参数的测试结果及分析 31 5.1 MTF 的测试结果及分析 31 5.2 SNR 的测试结果及分析 32 5.3 Blooming 的测试结果及分析 . 33 5.4 CTF 的测试结果及分析 35 5.5 Dynamic Range 的测试结果及分析 37 5.6 Uniformity 的测试结果及分析 . 37 5.7 Distortion 的测试结果及分析 . 38 结 论 40 致 谢 41 参 考 文 献 . 42 1 绪论 1.1 本课题研究背景和意义 60 年代末期，半导体技术已在几个方面取得了突破性进展。首先是关于 Si-SiO2 界面态研究的进展，用 SiO2结合较少的渗透材料做出了低表面密度的双层介质材料， 使器件的稳定性得到了保证，其次是利用离子注入法生成了厚度约1μm的掺杂分布， 使创造高质量的绝缘膜成为可能；第三是制成了电子束曝光的专用光致抗蚀胶，使图 版的尺寸向微细方向又跨越了一大步；第四是解决了半导体材料的均匀性受器件制造 工序特别是高温工序的影响问题。其它还有器件方面的成就，如表面电荷晶体管已制 成；半导体动态存贮单元的实用化等等，所有这些成就都是CCD 诞生的基础，并为后 来的发展提供了必要的前提条件。 CCD 的概念提出后，第一个 8位 CCD 很快就制成了。由于它的潜力被许多科技工 作者所认识，所以在很短的时间内几乎所有的电子学领域都提出了应用的设想。如根 据 CCD 存贮电荷的能力直接提出了CCD 记忆电路和逻辑电路的方案；电荷作信息载体 的优越性导致了它用作信号处理的许多建议；硅对探测可见光辐射的能力，使人们很 快形成了CCD 图像传感器的概念，等等。 20 多年来，CCD 得到了很大的发展，特别是在固体成像和信号处理等技术领域， 已独树一帜，影响极大。但它仍处在发展阶段，最近的研究表明，它的潜力远远超过 了现有器件的能力，在光谱响应、电荷搜集、电荷转移效率、读出噪声等方面有可能 得到较大的改进。 在扩展 CCD 的工作频限方面，德克萨斯仪器公司(TI)已做出了波长响应范围为10-4 ~1μm 的器件(TI 3P CCD)，他们的这个成就是在解决了薄氧化层的生长工艺和表 面抗反射涂层的技术之后取得的，从而将CCD的工作范围扩展到了x射线和紫外波段。 在提高电荷搜集效率方面，T1 3P CCD也达到了较高水平。它的光敏面较大(＞30 μm)，厚度与耗尽层的深度接近，这可使光子的“目标”更大，同时也为进入到半导 体内部的光子提供了理想条件，避免了光生电荷向非转移方向扩散，从而提高了电荷 搜集效率。 T1 3P CCD 的电荷转移效率为0.99995，在串联移位寄存器中，能够转移信号 2500 次。限制转移效率进一步提高的主要原因是寄生电荷包。目前已采取了一些有效的方 法，包括结构、工艺、使用条件等的改进，基本可消除寄生电荷包，从而使 CCD 向更 (责任编辑：qin) |