面阵CCD时序抗弥散方法研究
2012-10-11董龙李涛
航天返回与遥感 2012年6期
董龙 李涛
(北京空间机电研究所,北京 100076)
1 引言
在遥感相机成像时,目标景物的对比度差别很大,比如地面目标和云层的亮度差别甚至可以达到1000倍以上,这样由云层造成的弥散现象,通常会影响四周的景物,特别是垂直方向上的目标景物。为了消除这种弥散现象,通常采用抗弥散技术。
CCD抗弥散通常采用硬件方式,包括了电极型侧面抗弥散(Lateral Anti blooming Gate)、植入型侧面抗弥散(Lateral Anti blooming Implant)和垂直抗弥散(Vertical Anti blooming)。前两种侧面抗弥散是在像元侧面制作电荷倾泻沟道,这样通常会降低像元的填充率,从而减小像元感光面积;而垂直抗弥散由于工艺问题,器件抗高能粒子辐射能力有限,通常不应用到航天相机上。另外,以上三种方法在工艺制作上都需要增加3~4道工序,会进一步降低器件成品率,增加器件成本。
时序抗弥散(Clock Anti blooming,CAB)技术是在不改变CCD硬件结构的前提下,充分利用面阵CCD的结构特点,通过成像区的时序控制,来实现抗弥散功能。该技术成本低,可操作性强,特别是对于航天相机器件无法更换的特点,通过该方法,可以使无抗弥散功能的CCD器件增加抗弥散功能。
2 时序抗弥散技术原理
时序抗弥散技术是通过在曝光时间执行特殊的时序驱动来实现的,同时所要求的高电平偏置和低电平偏置,与通常的时序偏置也不相同。该技术利用了CCD工艺制作上的若干特点,包括CCD表面态俘获、n沟道CCD电荷存储特性、饱和弥散的两种方式和低电平翻转态特点。
在表面型CCD上,时序电极与Si材料之……
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