Приёмники оптического изображения
ПРИЕМНИКИ ОПТИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ - часть 4
Этих недостатков лишены полностью твердотельные приемники оптических изображений, основанные на использовании эффекта переноса заряда в приборах с зарядовой связью (ПЗС).
Приемники изображения на ГОС. Это растровые безвакуумные приемники оптических изображений. Они осуществляют восприятие изображения, его разложение на элементарные фрагменты, поэлементное электронное считывание (сканирование) и формирование на выходе видеосигнала, адекватного изображению. Поэлементное считывание происходит за счет управляемого перемещения макроскопических зарядовых пакетов вдоль полупроводниковой подложки в приборах с переносом заряда при подаче на них определенной последовательности тактовых импульсов.
Фотоприемник на ПЗС представляет собой специальную фоточувствительную МДП (или МОП)* — микросхему с регулярной системой электродов, расположенных на поверхности диэлектрика настолько близко друг к другу, что за счет перекрытия электрических полей соседних электродов внутри полупроводника становится существенным их взаимодействие. Основу прибора составляет элементарный конденсатор со структурой металл — диэлектрик — полупроводник (МДП-конденсатор). Наиболее часто в качестве полупроводника используется кремний, а функцию диэлектрика выполняет его окисная пленка SiO2.
На рис. 11.23, а изображен такой МОП-конденсатор: металлический электрод, нанесенный на термически окисленную подложку из p-кремния. Если к металлическому электроду приложить положительное напряжение Uo относительно p-подложки, то на границе раздела SiO2-Si образуется потенциальная яма для неосновных носителей заряда (электронов). Распространение потенциальной ямы вдоль границы раздела, т. е. вдоль поверхности кремния, ограничивается специально созданными р+-областями полупроводника, имеющими тот же тип проводимости, что и подложка, но степень легирования на несколько порядков выше. Их называют областями стоп-диффузий. Ограничение обеспечивается тем, что в низкоомных областях стоп-диффузий поверхностный потенциал на границе раздела близок нулю (рис. 11.23, б). При воздействии света с hw>Eg возникающие в полупроводнике неосновные носители заряда (электроны) собираются в потенциальной яме вблизи границы раздела и образуют инверсионный слой толщиной порядка 10 нм.
