国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心 张雄娥

硅基CCD不均匀性测试

国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心 张雄娥

【摘要】本文从理论上分析了硅基CCD（电荷耦合器件）不均匀性的原因，并给出了一种硅基CCD不均匀性的测试方法，实验验证该方法可行。实验中的硅基CCD光电响应偏差率在±1%以内。

【关键词】硅基；CCD；不均匀性；光电特性；测试

0 引言

CCD作为一种光电转换半导体器件，在工业控制、工业检测、计量检测等精密测量领域有着广泛的应用。随着测量的精度要求不断提高，CCD的非均匀性成了不可忽视的问题。CCD的非均匀性是指在相同照度下，CCD的各个感光单元的输出信号不一致，不均匀性表现为CCD暗电流的非均匀性和光电转换的非均匀性。不均匀性产生的原因很多，首先，光电材料光吸收系数、反射系数存在差异，另外，受工艺、加工制造的影响，沟道掺杂度不一致，再者，光刻精度有限导致感光面积、栅氧化物厚度等尺寸不相同。在几何量测量中，这种非均匀性会对关键的脉冲边缘信号产生影响，从而影响边界位置的定位。如果能对CCD的不均匀性给出定量描述，则可还原出较为准确的边缘信号。

1 CCD不均匀性的产生

硅基CCD采用MOS（金属-氧化物-半导体）结构，MOS结构的形成过程如下：在p型Si衬底表面上通过氧化生成一层厚度约为1000Å～1500Å的SiO2，再在SiO2表面蒸镀一金属层。光子进入p型Si衬底时产生的电子跃迁形成电子-空穴对，电子-空穴对在外加电场的作用下分别向电极的两端移动，从而形成信号电荷。……