CCD圖像傳感器模型仿真研究.pdf

1、如今空間探索已經(jīng)成為各個(gè)國(guó)家展現(xiàn)自己科技實(shí)力的強(qiáng)大平臺(tái)。目前,各國(guó)在太空中的衛(wèi)星,空間站等飛行器已經(jīng)超過了5000多個(gè),而充當(dāng)這些飛行器眼睛的核心部件就是CCD圖像傳感器。隨著神州十號(hào)、嫦娥一號(hào)陸續(xù)發(fā)射升空,我國(guó)的航天事業(yè)步入高速發(fā)展的時(shí)期。但是由于半導(dǎo)體技術(shù)的限制,我國(guó)的CCD發(fā)展技術(shù)比國(guó)外至少落后了10年,科學(xué)級(jí)的CCD尚不能自行生產(chǎn),宇航級(jí)的CCD只能從國(guó)外進(jìn)口。但是國(guó)外基本都將宇航級(jí)的CCD作為核心機(jī)密,都有嚴(yán)格的進(jìn)出口限制。因

2、此研究一個(gè)CCD性能模型不論是對(duì)國(guó)內(nèi)CCD器件的設(shè)計(jì)還是對(duì)進(jìn)口器件性能的評(píng)估都有巨大的意義。
　　本文針對(duì)上述的問題,對(duì)CCD的理論進(jìn)行分析,針對(duì)CCD的光電二極管, MTF以及轉(zhuǎn)移效率建立了數(shù)學(xué)模型,對(duì)不同的工藝參數(shù)的影響進(jìn)行了分析,主要工作內(nèi)容有:
　　1、對(duì)CCD圖像傳感器的原理,工作結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。詳細(xì)的探討了CCD在信號(hào)電荷產(chǎn)生、信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移的原理。
　　2、建立用于 CCD圖像傳感器的光電二極管的數(shù)學(xué)模型,對(duì)

3、典型參數(shù)下的光電二極管進(jìn)行了仿真分析。探究了不同的工藝參數(shù)對(duì)光電二極管的響應(yīng)度的影響,具體內(nèi)容在第二章中進(jìn)行闡述。
　　3、建立不同像元結(jié)構(gòu)的CCD圖像傳感器的MTF模型,主要包括像元積分采樣MTF模型,像元傳輸MTF模型以及像元擴(kuò)散MTF的模型。探究了不同工藝參數(shù)對(duì)MTF的影響。具體內(nèi)容在第三章中進(jìn)行闡述。
　　4、探討了 CCD在進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移時(shí)的主要影響機(jī)制。對(duì)熱擴(kuò)散、自感應(yīng)電場(chǎng)和邊緣場(chǎng)效應(yīng)下的轉(zhuǎn)移效率建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模