CN109729290B - 一种细分大尺寸像元ccd结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种CCD，特别涉及一种细分大尺寸像元CCD结构，大尺寸像元CCD结构包括垂直CCD结构和水平CCD结构，所述垂直CCD结构包括第一垂直分组、第二垂直分组、第三垂直分组以及第四垂直分组，第四垂直分组与同步时钟线连接，同步时钟线与垂直CCD结构的时钟线连接，水平CCD结构的时钟线与测试时钟线连接；本发明采用“垂直CCD拆分‑垂直CCD求和‑水平CCD拆分‑水平CCD求和”结构，拆分大尺寸像元为小尺寸像元，改善大像元器件转移效率；另一方面，为了保持信号完整性，对拆分的“小尺寸像元”求和，确保动态范围特性不受影响。

Description

一种细分大尺寸像元CCD结构

技术领域

本发明涉及一种CCD，特别涉及一种细分大尺寸像元CCD结构。

背景技术

电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)是一种微型图像传感器，本身兼具光电转换功能和信号的存储、转移、转换等功能，可以将空间域内分布的图像，转换成为按时间域离散分布的电信号；CCD器件具有灵敏度高、光谱响应宽、动态范围大、像元尺寸小、几何精度高、成像质量好、抗震动、抗辐射等优点。

现有航天用CCD希望其动态范围大，一般会采用大尺寸像元实现，但是大尺寸像元带来的问题是其信号转移效率难于控制。

发明内容

基于上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种细分大尺寸像元CCD结构，一种细分大尺寸像元CCD结构，包括垂直CCD结构和水平CCD结构，所述垂直CCD结构包括第一垂直分组1、第二垂直分组2、第三垂直分组3以及第四垂直分组4，第四垂直分组4与同步时钟线5连接，同步时钟线5与垂直CCD结构的时钟线连接，水平CCD结构的时钟线与测试时钟线6连接。

进一步的，所述大尺寸像元CCD结构的大小为210μm×210μm。

进一步的，第一垂直分组1、第二垂直分组2、第三垂直分组3以及第四垂直分组4，第四垂直分组4从上到下依次连接且该四个分组的结构相同，第一分组由四根多晶硅条构成，多晶硅条的两侧为蓝光窗口。

进一步的，所述水平CCD从右到左依次包括第一水平分组7、第二水平分组8、第三水平分组9和第四水平分组10，每个分组从右到左依次包括第一寄存电极CR1、第二寄存电极CR2、第三寄存电极CR3、第四寄存电极CR4。

进一步的，四个水平分组中的第一寄存电极CR1之间电连接且使用相同的脉冲信号驱动，四个水平分组中的第二寄存电极CR2之间电连接且使用相同的脉冲信号驱动，四个水平分组中的第三寄存电极CR3之间电连接且使用相同的脉冲信号驱动，四个水平分组中的第四寄存电极CR4之间电连接且使用相同的脉冲信号驱动。

本发明采用“垂直CCD拆分-垂直CCD求和-水平CCD拆分-水平CCD求和”结构，拆分大尺寸像元为小尺寸像元，改善大像元器件转移效率；另一方面，为了保持信号完整性，对拆分的“小尺寸像元”求和，确保动态范围特性不受影响。

附图说明

图1为本发明一种细分大尺寸像元CCD结构的结构示意图；

其中，1、第一垂直分组，2、第二垂直分组，3、第三垂直分组，4、第四垂直分组，5、同步时钟线，6、测试时钟线，7、第一水平分组，8、第二水平分组，9、第三水平分组，10、第四平分组。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种细分大尺寸像元CCD结构，如图1，包括一种细分大尺寸像元CCD结构，包括垂直CCD结构和水平CCD结构，所述垂直CCD结构包括第一垂直分组1、第二垂直分组2、第三垂直分组3以及第四垂直分组4，第四垂直分组4与同步时钟线5连接，同步时钟线5与垂直CCD结构的时钟线连接，水平CCD结构的时钟线与测试时钟线6连接。

进一步的，所述大尺寸像元CCD结构的大小为210μm×210μm。

进一步的，第一垂直分组1、第二垂直分组2、第三垂直分组3以及第四垂直分组4，第四垂直分组4从上到下依次连接且该四个分组的结构相同，第一分组由四根多晶硅条构成，多晶硅条的两侧为蓝光窗口。

进一步的，所述水平CCD从右到左依次包括第一水平分组7、第二水平分组8、第三水平分组9和第四水平分组10，每个分组从右到左依次包括第一寄存电极CR1、第二寄存电极CR2、第三寄存电极CR3、第四寄存电极CR4。

进一步的，四个水平分组中的第一寄存电极CR1之间电连接且使用相同的脉冲信号驱动，四个水平分组中的第二寄存电极CR2之间电连接且使用相同的脉冲信号驱动，四个水平分组中的第三寄存电极CR3之间电连接且使用相同的脉冲信号驱动，四个水平分组中的第四寄存电极CR4之间电连接且使用相同的脉冲信号驱动。

从图1可以看出，垂直CCD结构总共有16根多晶硅条，每四根多晶硅条，如图1中的CI1_B、CI2_B、CI3_B、CI4_B构成一组，一共四组，分别是第一垂直分组1、第二垂直分组2、第三垂直分组3以及第四垂直分组4。

器件工作时，信号在第一垂直分组1、第二垂直分组2、第三垂直分组3以及第四垂直分组4中进行“拆分”，产生的光生信号在垂直CCD结构作用下，信号向下转移，并在上图求和势阱同步时钟线5中进行第一垂直分组1、第二垂直分组2、第三垂直分组3以及第四垂直分组4中信号“求和”，待“求和”完成后，信号再测试时钟线6经转移至水平CCD结构中。

从图1可以看出，与垂直CCD结构类似，水平CCD结构也进行了“细分”设计，如1图所示共有第一水平分组7、第二水平分组8、第三水平分组9和第四水平分组10四组水平结构，每组水平结构包括第一寄存电极CR1、第二寄存电极CR2、第三寄存电极CR3、第四寄存电极CR4，在同步时钟线5中的信号再次在水平CCD结构中“拆分”，在水平CCD结构的时钟脉冲驱动下，“拆分”的信号自右向左转移，在输出节点浮置扩散FD中再次实现“求和”，再经放大器输出。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“外”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋转”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种细分大尺寸像元CCD结构，其特征在于，大尺寸像元CCD结构包括垂直CCD结构和水平CCD结构，所述垂直CCD结构包括第一垂直分组(1)、第二垂直分组(2)、第三垂直分组(3)以及第四垂直分组(4)，第四垂直分组(4)与同步时钟线(5)连接，同步时钟线(5)与垂直CCD结构的时钟线连接，水平CCD结构的时钟线与测试时钟线(6)连接；所述水平CCD结构从右到左依次包括第一水平分组(7)、第二水平分组(8)、第三水平分组(9)和第四水平分组(10)，每个分组从右到左依次包括第一寄存电极CR1、第二寄存电极CR2、第三寄存电极CR3、第四寄存电极CR4。

2.根据权利要求1所述的一种细分大尺寸像元CCD结构，其特征在于，所述大尺寸像元CCD结构的大小为210μm×210μm。

3.根据权利要求1所述的一种细分大尺寸像元CCD结构，其特征在于，第一垂直分组(1)、第二垂直分组(2)、第三垂直分组(3)以及第四垂直分组(4)，四个垂直分组从上到下依次连接且该四个垂直分组的结构相同，每个垂直分组由四根多晶硅条构成，多晶硅条的两侧为蓝光窗口。

4.根据权利要求1所述的一种细分大尺寸像元CCD结构，其特征在于，四个水平分组中的第一寄存电极CR1之间电连接且使用相同的脉冲信号驱动，四个水平分组中的第二寄存电极CR2之间电连接且使用相同的脉冲信号驱动，四个水平分组中的第三寄存电极CR3之间电连接且使用相同的脉冲信号驱动，四个水平分组中的第四寄存电极CR4之间电连接且使用相同的脉冲信号驱动。

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