енсивно відбувається їх рекомбінація.
Спектральна характеристика відображає здатність ФПЗС матриці перетворювати оптичне випромінювання з різними довжинами хвиль в електричний заряд. Стосовно до ФПЗС матрицям спектральна характеристика являє собою залежність квантової ефективності від довжини хвилі.
Рис.1.5. Типи засвічення ПЗС.
Існують два способи засвічення ПЗС: пряма (з боку електродів) і зворотна (ріс1.5). Пряма засвітка характеризується низьким коефіцієнтом пропускання через непрозорість електродів. Цей недолік принципово неустраним. Широко використовуються в технології ПЗС полікремневие електроди, хоча і є напівпрозорими, погано пропускають випромінювання синій області спектра. Внаслідок інтерференційних ефектів, що виникають в багатошаровій структурі, на спектральній характеристиці з'являються піки і провали.
Рис. 1.6. Спектральна чутливість ПЗС. 1 - ФПЗС матриця, освітлювана з боку підкладки; 2 - ФПЗС матриця, освітлювана з боку електродів.
При зворотній засветке випромінювання проходить через підкладку, прозорість і однорідність якої значно вище. Важливою особливістю режиму зворотного засвічення є сильне диффузионное распливаніе зарядового пакета, тому що відстань, яку повинні пройти заряди від зони фотогенерації до збідненого шару значно більше, ніж в режимі прямої засвічення. Спектральна характеристика при цьому має вигляд плавної кривої.
ВИСОКООМНИХ ПЗС зі зворотним засвіченням (High-Resistance Silicon Substrate CCDs), як правило, мають більш високу квантову ефективність в більш широкому діапазоні довжин хвиль, особливо в ближньому інфрачервоному діапазоні, що робить їх корисними для різних астрономічних додатків. Ці пристрої мають велику товщину (200 ~ 300 мкм) і мають великий темновой струм [6,9]. Для зменшення темнового струму виробляється охолодження до температур? 140? C [4]
Генерація у видимому діапазоні має максимум при 650 нм. На довжинах хвиль коротше 650 нм фотони поглинаються затворної структурою. Квантова ефективність падає всього на кілька відсотків при 400 нм, але проблеми виникають на довжинах хвиль нижче 300 нм. Для 250 нм глибина проникнення в кремнії вже тільки 30? , Що є тільки кілька атомних шарів. Чутливість починає повертатися при довжині хвилі 10? , Що дає можливість використовувати ФПЗС в якості датчиків рентгенівського випромінювання [5,6].
Для збільшення чутливості в області синього і УФ світла наносять покриття з фосфору на затвори, що було використано в Hubble WF/PC II CCDs [7]. Фотон з довжиною хвилі коротше 460 нм поглинається поверхнею, яка реемітірует другий фотон на довжині хвилі 520 нм, для якої ПЗС має велику чутливість. Правда половина реемітіруемих електронів залишає поверхню, минаючи поглинання. Покриття з фосфору це дешевий спосіб збільшити чутливість до СФ діапазоні. Кращий, але більш дорогий спосіб це зворотна засвічення, при якій випромінювання падає на задню частину структури без електродів. Але необхідно мати тонку підкладку, оскільки заряд генерується в приповерхневому шарі. Товщина підкладки може досягати 10 мкм [8]. Утонение підкладки це складний процес і багато чіпів знищуються при цьому процесі. Наступна проблема, пов'язана з втратою квантової ефективності, це відображення. На довжині хвилі 400 нм від кремнію відбивається половина падаючого світла. Але цього можна уникнути, якщо використовувати антіотражающіе покриття. Приклад антіотражающім покриття це сплав оксиду індію-олова, яке збільшує провідність освітлюваної боку, і шар SiO2 [9].
. 4 Накопичення заряду в осередках ФПЗС
В ідеальному випадку електрони накопичуються в фотоприймальний лунці без попадання в сусідні. Дифузія в сусідні осередки призводить до змазування зображення. Причиною накопичення заряду в неосвітлених фотоприйомних осередках є наявність квазінеітральной області (КНО) в кремнії. Електрони, генеровані в області слабкого електричного поля далеко від електродів, мають високу ймовірність продіффундіровать до сусіднього осередок. Для ФПЗС з прямою засвіченням ця проблема є важливою для випромінювання близького ІК, оскільки довгохвильові фотони проникають в підкладку глибше, ніж фотони видимого діапазону. Для ФПЗС зі зворотним засвіченням також відбувається витік в результаті наявності КНО у освітлюваної поверхні. За допомогою ретельної конструкції (підбору керуючих напруг та інших параметрів) та обробки взаємопроникнення можна зменшити до прийнятних величин.
Другою причиною накопичення заряду в неосвітлених осередках є термічна генерація рухливих носіїв заряду в збідненим шарі. Такі рухливі носії заряду утворюють темновой струм. Усувається охолодженням підкладки до низьких іемператур, наприклад - 45 [10]. Так с...
