5、EXVIEW HAD CCD

比可视光波长更长的红外线光，也可以在半导体硅芯片内做光电变换。可是至当前为止，CCD无法将这些光电变换后的电荷，以有效的方法收集到感测器内。为此，索尼在1998年新开发的“EXVIEW HAD CCD”技术就可以将以前未能有效利用的近红外线光，有效转换成为映像资料而用。使得可视光范围扩充到红外线，让感亮度能大幅提高。利用“EXVIEWHAD CCD”组件时，在黑暗的环境下也可得到高亮度的照片。而且之前在硅晶板深层中做的光电变换时，会漏出到垂直CCD部分的SMEAR成分，也可被收集到传感器内，所以影响画质的杂讯也会大幅降低。

2.1  CCD探测器的工作原理

电荷耦合器件的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其他大多数器件是以电流或者电压作为信号。CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。因此CCD的工作过程中主要问题是信号的产生、存储、传输和检测。图2-1是线阵CCD的结构示意图，可以看出CCD主要由三部分组成，即感光区，转移区和输出单元。

 光明区和转移区是彼此分开的，光明区一般是参杂多晶硅-二氧化硅-硅的 MOS电容阵列，通过沟阻扩散结构分隔成一个个感光单元。转移区是CCD移位寄存器，感光单元线阵与移位寄存器并行排列，并且一一对应，二者中间用转移栅加以控制。输出单元一般包括一个输出二极管和一个输出栅，它的作用在于将 CCD最后一个移位寄存器单元下的势阱中的信号电荷引出，并检出电荷所输运的光信息。

2.1.1  电荷的注入

CCD是由许多个光敏像元组成的，每个像元就是一个 MOS 电容器（现在大多为光电二极管），参看图 2-2。它是在 P 型 Si 衬底的表面上用氧化的办法生成一层厚度为 1000A-1500A 的 SiO2，再在 SiO2表面渡一层金属层（多晶硅）。在衬底和金属电极之间加上一个偏置电压，于是就构成了 MOS 电容器。当一束光照射到MOS电容器上时，光子透过电极和氧化层，进入 P 型 Si 衬底，衬底中处于价带的电子吸收光子的能量而进入导带，如图 2-3 所示。价带电子能否跃迁至导带形成电子-空穴对由入射光子能量 hv 是否大于 Eg 决定，文献综述

Eg=1.24/λC                           （2-1）

这里 Eg 表示半导体禁带宽度。对于 Si 材料来说，Eg=1.2ev 代入（2-1）式可得λC = 1.1μm，也就是说波长小于 1 .1μm的光子能使 Si 衬底的价带电子跃迁至导带，参生电子-空穴对。对于不同的衬底材料 Eg 值不等，因此对应不同的 λC[11]。