CN102290427A - 线阵ccd的一种抗晕结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了线阵CCD的一种抗晕结构，本发明通过独特的结构设计使每个抗晕单元由两个信号单元共用，本发明的有益技术效果是：在像元数量一定的条件，可有效减少抗晕漏数量，由抗晕漏的数量减少所节省出的空间，可用于增加其他结构体的尺寸，如果用于增加存储栅的尺寸可提高信号的输出幅度，使线阵CCD的性能得到改善，或者由抗晕漏的数量减少使线阵CCD上的结构体可以设置得更加紧密，在像元数量相同的条件下，制作出小尺寸的线阵CCD，提高图象的采集效果。

Description

线阵CCD的一种抗晕结构
技术领域
    本发明涉及一种电荷耦合器件，尤其涉及线阵CCD的一种抗晕结构。
背景技术
电荷耦合器件（CCD）按结构可分为线阵电荷耦合器件和面阵电荷耦合器件。 对于线阵CCD而言，如果没有抗晕结构，当某一像元接收到的信号较强时，信号会向相邻像元溢出，从宏观上看，即是一个很强的光点将会使得整幅图像变白，工程上称之为晕光；而抗晕结构可以有效地抑制晕光，当某一像元接收到的信号较强时，抗晕结构可以将多余信号抽走，阻止信号向相邻像元溢出，使多余信号不会对相邻像元造成影响。
传统线阵CCD的结构为：它包括设置在第一结构层上的多条存储栅和多条抗晕栅；设置在第二结构层上的多条N区信道、多个N-溢出势垒区和多个抗晕漏；存储栅和抗晕栅一一对应，相互对应的存储栅和抗晕栅的位置邻近设置，且相互对应的存储栅和抗晕栅之间通过SiO2隔离；互相匹配的抗晕栅和抗晕漏在水平方向上零间隙设置，N区信道与存储栅一一对应且位置相对（即二者在垂向上位置重叠），N-溢出势垒区与抗晕栅一一对应且位置相对（即二者在垂向上位置重叠），N-溢出势垒区与抗晕漏一一对应且相互接触；第一结构层和第二结构层之间通过SiO2层隔离，同一结构层上各个结构体以外的区域由沟阻填充；第二结构层的下端面连接在衬底上。由此所形成的线阵CCD结构为：位置互相匹配的一条存储栅、一条N区信道和一个N-溢出势垒区即形成一个信号单元；位置相互对应的一个抗晕漏和一条抗晕栅即形成一个抗晕单元；位置互相对应的一个信号单元和一个抗晕单元即形成一个像元，多个像元按线阵排列组成线阵CCD；
前述的结构即为现有的一个像元对应一个抗晕漏的线阵CCD，这种线阵CCD，其抗晕漏数量多，占用空间大，结构冗余度大，从不改变器件尺寸的方面来看，如果能够减少抗晕漏数量，则可以空出较多空间来增大其他结构体的尺寸，使线阵CCD性能得到改善；若从器件尺寸微型化的方面来看，如果能够减少抗晕漏数量，则可以使器件结构更加紧凑，在像元数量一定的情况，可以使器件更加小型化，使像元更加密集，采集图象的效果更好。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了线阵CCD的一种抗晕结构，包括：设置在第一结构层上的存储栅和抗晕栅，设置在第二结构层上的N区信道、N-溢出势垒区和抗晕漏，第一结构层和第二结构层之间通过SiO2层隔离；位置互相匹配的一条存储栅、一条N区信道和一个N-溢出势垒区即形成一个信号单元；位置相互对应的一个抗晕漏和一条抗晕栅即形成一个抗晕单元；位置互相对应的一个信号单元和一个抗晕单元即形成一个像元，多个像元按线阵排列组成线阵CCD；
其改进在于：在第二结构层上，每间隔两个信号单元设置一抗晕单元，由抗晕单元两侧的信号单元共用一个抗晕单元；
具体来说：设有位置顺次排列的第一信号单元、第一抗晕单元和第二信号单元，第一信号单元和第二信号单元共用第一抗晕单元，第一信号单元和第一抗晕单元即形成第一像元，第二信号单元和第一抗晕单元即形成第二像元；
第一信号单元和第二信号单元各自对应一个N-溢出势垒区，两个N-溢出势垒区之间设置有一N型掺杂区，N型掺杂区用于抑制第一像元和第二像元内的信号相互溢出。
本发明的有益技术效果是：在像元数量一定的条件，可有效减少抗晕漏数量，由抗晕漏的数量减少所节省出的空间，可用于增加其他结构体的尺寸，如果用于增加存储栅的尺寸可提高信号的输出幅度，使线阵CCD的性能得到改善，或者由抗晕漏的数量减少使线阵CCD上的结构体可以设置得更加紧密，在像元数量相同的条件下，制作出小尺寸的线阵CCD，提高图象的采集效果。
附图说明
图1、现有的带抗晕结构的线阵CCD层状结构示意图；
图2、现有的带抗晕结构的线阵CCD，将SiO2层作透明处理后的俯视图；
图3、本发明的带抗晕结构的线阵CCD层状结构示意图；
图4、本发明的带抗晕结构的线阵CCD，将SiO2层作透明处理后的俯视图。
具体实施方式
本发明与现有技术所共有的结构为：包括：设置在第一结构层Ⅰ上的存储栅2和抗晕栅4，设置在第二结构层Ⅱ上的N区信道1、N-溢出势垒区4-1和抗晕漏3，第一结构层Ⅰ和第二结构层Ⅱ之间通过SiO25层隔离；位置互相匹配的一条存储栅2、一条N区信道1和一个N-溢出势垒区4-1即形成一个信号单元；位置相互对应的一个抗晕漏3和一条抗晕栅4即形成一个抗晕单元；位置互相对应的一个信号单元和一个抗晕单元即形成一个像元，多个像元按线阵排列组成线阵CCD；
本发明与现有技术的不同之处在于：在第二结构层Ⅱ上，每间隔两个信号单元设置一抗晕单元，由抗晕单元两侧的信号单元共用一个抗晕单元；
具体来说：设有位置顺次排列的第一信号单元、第一抗晕单元和第二信号单元，第一信号单元和第二信号单元共用第一抗晕单元，第一信号单元和第一抗晕单元即形成第一像元，第二信号单元和第一抗晕单元即形成第二像元；
第一信号单元和第二信号单元各自对应一个N-溢出势垒区4-1，两个N-溢出势垒区4-1之间设置有一N型掺杂区3-2，N型掺杂区3-2用于抑制第一像元和第二像元内的信号相互溢出。
本发明与现有技术最大的不同点在于：现有结构中的抗晕单元和信号单元为一一对应的关系，本发明的抗晕单元由两个信号单元共用；为了适应本发明的新结构，避免共用同一抗晕单元的两个像元之间因信号溢出而相互影响，本发明用N型掺杂区3-2来抑制两个像元的信号相互溢出，由于3-2的掺杂浓度高于4-1的掺杂浓度，器件工作时3-2的电势高于4-1的电势，可有效抑制其中一个像元的信号向另一个像元溢出。（本领域技术人员为了区别N型掺杂物质的掺杂浓度时所采用的标记一般是N+、N、N-，其掺杂浓度的大小关系为N+ > N >N-）。

Claims (1)

1.线阵CCD的一种抗晕结构，包括：设置在第一结构层（Ⅰ）上的存储栅（2）和抗晕栅（4），设置在第二结构层（Ⅱ）上的N区信道（1）、N-溢出势垒区（4-1）和抗晕漏（3），第一结构层（Ⅰ）和第二结构层（Ⅱ）之间通过SiO2（5）层隔离；位置互相匹配的一条存储栅（2）、一条N区信道（1）和一个N-溢出势垒区（4-1）即形成一个信号单元；位置相互对应的一个抗晕漏（3）和一条抗晕栅（4）即形成一个抗晕单元；位置互相对应的一个信号单元和一个抗晕单元即形成一个像元，多个像元按线阵排列组成线阵CCD；
其特征在于：在第二结构层（Ⅱ）上，每间隔两个信号单元设置一抗晕单元，由抗晕单元两侧的信号单元共用一个抗晕单元；
具体来说：设有位置顺次排列的第一信号单元、第一抗晕单元和第二信号单元，第一信号单元和第二信号单元共用第一抗晕单元，第一信号单元和第一抗晕单元即形成第一像元，第二信号单元和第一抗晕单元即形成第二像元；
第一信号单元和第二信号单元各自对应一个N-溢出势垒区（4-1），两个N-溢出势垒区（4-1）之间设置有一N型掺杂区（3-2），N型掺杂区（3-2）用于抑制第一像元和第二像元内的信号相互溢出。
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