单片式又称整体式，它沿用可见光CCD的概念和结构，即整个IR-CCD做在一块芯片上。JRC4558它具体又可分为两种情况：一种是CCD本身就对红外敏感，融探测、转移功能于一体；另一种是把红外敏感元同转移机构做在同一基底上。基底是一块窄禁带本征半导体或掺杂的非本征半导体材料。单片式IR-CCD几乎都是采用MIS（即金属一绝缘物一半导体）器件工艺，它又主要分为以下三种类型。

   (1)本征单片式IR-CCD

   本征单片式IR-CCD是将红外光敏部分与转移部分同时制作在一块窄禁带宽度的本征半导体上。本征单片式IR-CCD原理和结构上类似于可见光Si-CCD，但是它必须工作在低温下，比杂质硅的温度高。受重视的材料有HgCdTe，主要是这类征材料具有较大的吸收系数。这类器件工作模式与可见光Si-CCD也相同，即采用反型的表面深势阱收集信号电荷。其优点是量子效率较高；缺点是转移效率低（胛= 0.9），响应均匀性差，且由于窄禁带材料的隧道效应限制了外加电压的幅度，则表面势不大，因此存储容量较小。

   (2)非本征单片式IR-CCD

   它利用非本征材料作光敏部分，然后转移送给同一芯片上的CCD。这类器件所用的材料主要有非本征硅和非本征锗。如在硅中掺磷、镓、铟等，用离子注入法在所需的光敏区掺入杂质并工作在合适的温度下，使杂质处于未电离状态。当受到红外辐射作用时，杂质将电离，光生载流子被送入有排泄或抗弥散的二极管存储区。如果采用背景减除电路，就能够取出叠加在固定背景上的小信号，达到探测目的。