CN110335881A - 电子倍增电荷耦合器件倍增寄存器防杂散信号干扰结构 - Google Patents

电子倍增电荷耦合器件倍增寄存器防杂散信号干扰结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电子倍增电荷耦合器件，特别涉及一种电子倍增电荷耦合器件倍增寄存器的防杂散信号干扰结构，电子倍增电荷耦合器件为传统帧转移结构，包括光敏区、储存区、水平寄存器、倍增寄存器和输出放大器，其中光敏区与储存区连接，储存区上设置有水平寄存器，水平寄存器、倍增寄存器的一端连接，倍增寄存器的另一端与输出放大器连接；水平寄存器、倍增寄存器和输出放大器的周边外围设置有一层N型掺杂的杂散信号收集区；本发明可有效收集和处理掉场区的杂散电子和其它非理想因素耦合的噪声电子，有利于减小电荷耦合器件的读出噪声，尤其对电子倍增电荷耦合器件更为明显。

Description

电子倍增电荷耦合器件倍增寄存器防杂散信号干扰结构
技术领域
本发明涉及电子倍增电荷耦合器件(Electron Multiplying Charged CoupledDevice，EMCCD)倍增寄存器防杂散信号干扰结构，特别涉及一种EMCCD倍增寄存器防杂散信号干扰结构。
背景技术
EMCCD技术也称为“片上增益”技术，利用电荷的“碰撞电离”效应实现对信号电子的倍增放大，与普通CCD不同之处是在水平寄存器和读出放大器之间增加了一串倍增寄存器，提高了CCD器件的探测灵敏度。EMCCD具有探测灵敏度高、空间分辨率高、响应波段范围宽、时间分辨率高、使用灵活方便等特点，在航空航天、医学、工业等微光探测方面有广泛的应用。
随着EMCCD在微光领域探测的强烈需求背景下，低噪声、高动态、高灵敏度的EMCCD不断被开发，在目前现有EMCCD的结构中，倍增寄存周围一般设计有沟阻接地结构，见笑了衬底电阻率，但沟阻外的场区，当有波长较长的杂散光子入射、高频宽摆幅走线的电磁干扰等非理想因素存在时，在场区产生的杂散信号电子会越过沟阻区，被收集到水平寄存器区或者倍增寄存器。杂散信号在倍增寄存器被放大，导致输出时噪声增加、信噪比降低、灵敏度降低。
发明内容
针对背景技术中描述的问题，本发明提出了一种EMCCD倍增寄存器防杂散信号干扰结构，电子倍增电荷耦合器件为传统的帧转移结构，包括光敏区、储存区、水平寄存器、倍增寄存器和输出放大器，其中光敏区与储存区连接，储存区上设置有水平寄存器，水平寄存器与倍增寄存器的一端连接，倍增寄存器的另一端与输出放大器连接，其特征在于，所述水平寄存器、倍增寄存器和输出放大器表面设置有一层N型掺杂的杂散信号收集区，工作时该防杂散信号干扰结构连接高电压，对杂散电荷起到收集和处理的作用，防止杂散信号干扰到电荷耦合器件的光敏区、储存区、水平寄存器、倍增寄存器和输出放大器。
进一步的，所述杂散信号收集区与倍增寄存器边界的间隔为5～10μm。
进一步的，杂散信号收集区的单侧宽度为大于50μm。
进一步的，所述光敏区、储存区、水平寄存器、倍增寄存器、放大器的周边外围设置有一层N型掺杂的杂散信号收集区。
进一步的，当处于工作状态时，防杂散信号干扰结构连接高电压。
本发明可有效收集和处理掉场区的杂散电子和其它非理想因素耦合的噪声电子，有利于减小电荷耦合器件(CCD)的读出噪声，尤其对电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)更为明显。
附图说明
图1为本发明中的EMCCD探测器增区防杂散信号干扰结构；
图2为本发明中的一种优选方案。
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。
本发明提出了一种EMCCD倍增寄存器防杂散信号干扰结构，如图1，EMCCD为传统的帧转移结构，包括光敏区、储存区、水平寄存器、倍增寄存器和输出放大器，其中光敏区与储存区连接，储存区上设置有水平寄存器，水平寄存器与倍增寄存器的一端连接，倍增寄存器的另一端与输出放大器连接，其特征在于，所述水平寄存器、倍增寄存器和输出放大器表面设置有一层N型掺杂的杂散信号收集区，且当处于工作状态时，防杂散信号干扰结构连接高电压。
进一步的，所述杂散信号收集区与倍增寄存器边界的间隔为5～10μm。
进一步的，杂散信号收集区的单侧宽度为大于50μm。
进一步的，如图2，所述光敏区与储存区的表面设置有一层杂散信号收集区，杂散信号收集区与光敏区或者与储存区之间的间隔为5～10μm。
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 (5)

1.电子倍增电荷耦合器件倍增寄存器防杂散信号干扰结构，电子倍增电荷耦合器件为传统的帧转移结构，包括光敏区、储存区、水平寄存器、倍增寄存器和输出放大器，其中光敏区与储存区连接，储存区上设置有水平寄存器，水平寄存器与倍增寄存器的一端连接，倍增寄存器的另一端与输出放大器连接，其特征在于，所述水平寄存器、倍增寄存器和输出放大器表面设置有一层N型掺杂的杂散信号收集区。
2.根据权利要求1所述的电子倍增电荷耦合器件倍增寄存器防杂散信号干扰结构，其特征在于，所述杂散信号收集区与倍增寄存器边界的间隔为5～10μm。
3.根据权利要求1所述的电子倍增电荷耦合器件倍增寄存器防杂散信号干扰结构，其特征在于，杂散信号收集区的单侧宽度为大于50μm。
4.根据权利要求1～3任一所述的电子倍增电荷耦合器件倍增寄存器防杂散信号干扰结构，其特征在于，所述光敏区、储存区、水平寄存器、倍增寄存器、放大器的周边外围设置有一层N型掺杂的杂散信号收集区。
5.根据权利要求1～4任一所述的电子倍增电荷耦合器件倍增寄存器防杂散信号干扰结构，当处于工作状态时，防杂散信号干扰结构连接高电压。
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