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非本征单片式IR-CCD

发布时间:2016/2/1 20:06:28 访问次数:514

    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G4BC30S-STRR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。

   原则上讲,掺杂不同就可以得到对应不同辐射波长响应的探测器。实际上由于大多数有用的杂质在基质半导体的晶格中因溶度低,使得其灵敏度很低。目前用于三个大气窗口的非本征硅大致上为:第一和第二个窗口可用In、S和Tl掺杂。但S的固溶度低,扩散快,可能导致外延层污染。Tl比较合适,但只适用于3.4—4.2 Wn。第三个窗口的掺杂剂主要是Ga,而Mg杂质由于存在一个0.04 eV浅能级,故需要补偿才有希望作为长波长探测器材料。

   由于非本征硅光电导材料在低温下的电阻率高,因而能用来做积累式CCD的衬底。在积累模式MIS结枸中,栅极是加偏压的,因而多数载流子就沿绝缘体和半导体界而存储和转移,这时在栅下形成了局部势阱。但在电荷转移的动力学过程上与普通可见光CCD

的反型模式有很大差别。因为在积累式器件中,横向电场一直延伸到背面电极,而不像反型模式的横向电场只限制在耗尽区。

         

   不过也可以用少数载流子工作模式,如图7.47 (a)和(b)所示,它由非本征衬底和导电类型相反的外延层组成,非本征衬底中的多子注入外延层成为少子。图7.47结构称为直接注入模式,其中图7.47 (a)类似于双极性晶体管,而图7.47 (b)则类似于MOS场效应管。为了降低外延层和PN结区的复合,引起收集效率降低,栅压一般要求高些。

    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G4BC30S-STRR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。

   原则上讲,掺杂不同就可以得到对应不同辐射波长响应的探测器。实际上由于大多数有用的杂质在基质半导体的晶格中因溶度低,使得其灵敏度很低。目前用于三个大气窗口的非本征硅大致上为:第一和第二个窗口可用In、S和Tl掺杂。但S的固溶度低,扩散快,可能导致外延层污染。Tl比较合适,但只适用于3.4—4.2 Wn。第三个窗口的掺杂剂主要是Ga,而Mg杂质由于存在一个0.04 eV浅能级,故需要补偿才有希望作为长波长探测器材料。

   由于非本征硅光电导材料在低温下的电阻率高,因而能用来做积累式CCD的衬底。在积累模式MIS结枸中,栅极是加偏压的,因而多数载流子就沿绝缘体和半导体界而存储和转移,这时在栅下形成了局部势阱。但在电荷转移的动力学过程上与普通可见光CCD

的反型模式有很大差别。因为在积累式器件中,横向电场一直延伸到背面电极,而不像反型模式的横向电场只限制在耗尽区。

         

   不过也可以用少数载流子工作模式,如图7.47 (a)和(b)所示,它由非本征衬底和导电类型相反的外延层组成,非本征衬底中的多子注入外延层成为少子。图7.47结构称为直接注入模式,其中图7.47 (a)类似于双极性晶体管,而图7.47 (b)则类似于MOS场效应管。为了降低外延层和PN结区的复合,引起收集效率降低,栅压一般要求高些。

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2-1非本征单片式IR-CCD

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