CCD的基本结构和工作原理电荷耦合器件的突出特点是以电荷作为信号,而不同于其他大多数器件是以电流或电压为信号。CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。因此,CCD工作过程的主要问题是信号电荷的产生、存储、传输和检测。CCD有两种基本类型:一是电荷包存储在半导体与绝缘体之间的界面,并沿界面传输,这类器件称为表面沟道CCD(简称SCCD);二是电荷包存储在离半导体表面一定深度的体内,并在半导体体内沿一定方向传输,这类器件称为体沟道或埋沟道器件(简称BCCD)。下面以SCCD为主讨论CCD的基本工作原理。1.CCD的基本结构构成CCD的基本单元是MOS(金属氧化物半导体)结构。如图2-7(a)所示,它是在p型Si衬底表面上用氧化的办法生成1层厚度约为10001500的SiO2,再在SiO2表面蒸镀一金属层(多晶硅),在衬底和金属电极间加上1个偏置电压,就构成1个MOS电容器。当有1束光线投射到MOS电容器上时,光子穿过透明电极及氧化层,进入p型Si衬底,衬底中处于价带的电子将吸收光子的能量而跃入导带。光子进入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