行业组件数据 · 2026

电荷转移结构

繁體:電荷轉移結構

电荷转移结构是CCD探测器阵列中的集成半导体组件,通过时钟电极栅极产生的势阱,控制光生电荷包在势阱间的定向移动。

技术定义与适配语境
典型 电荷转移结构 会按材料、尺寸公差、适配关系和失效风险在 计算机、电子和光学产品制造 中评估。

电荷转移结构是CCD(电荷耦合器件)探测器阵列中的集成半导体组件,它通过一系列由时钟电极栅极产生的势阱,实现光生电荷包的可控移动。该结构由沉积在硅衬底上绝缘氧化层之上的多晶硅电极组成,电极以重叠图案排列以形成转移沟道。工作时,施加在电极上的精确时序电压序列产生移动的势能最小值,将电子从像素逐个传输至输出放大器,从而实现图像信息的顺序读出,且电荷损失或失真极小。 电荷转移结构基于电荷耦合器件技术原理工作,光生电子暂时存储在电极下方的势阱中。通过向相邻电极施加精确顺序的相移电压脉冲,势阱被调制以产生方向梯度,推动电荷包沿半导体表面移动。这种斗链式转移机制以高效率(通常每次转移>99.99%)在阵列中移动电子,同时通过精确控制电极几何形状、掺杂分布和时钟波形,保持空间和电荷完整性。

组件规格

定义
电荷转移结构是CCD(电荷耦合器件)探测器阵列中的集成半导体组件,它通过一系列由时钟电极栅极产生的势阱,实现光生电荷包的可控移动。该结构由沉积在硅衬底上绝缘氧化层之上的多晶硅电极组成,电极以重叠图案排列以形成转移沟道。工作时,施加在电极上的精确时序电压序列产生移动的势能最小值,将电子从像素逐个传输至输出放大器,从而实现图像信息的顺序读出,且电荷损失或失真极小。

电荷转移结构基于电荷耦合器件技术原理工作,光生电子暂时存储在电极下方的势阱中。通过向相邻电极施加精确顺序的相移电压脉冲,势阱被调制以产生方向梯度,推动电荷包沿半导体表面移动。这种斗链式转移机制以高效率(通常每次转移>99.99%)在阵列中移动电子,同时通过精确控制电极几何形状、掺杂分布和时钟波形,保持空间和电荷完整性。
工作原理
电荷转移结构基于电荷耦合器件技术,光生电子暂时存储在电极下方的势阱中。通过按精确顺序向相邻电极施加相位电压脉冲,调制势阱产生方向梯度,推动电荷包沿半导体表面移动。这种斗链式转移机制以高效率(通常每次转移>99.99%)在阵列中移动电子,同时通过精心控制电极几何形状、掺杂分布和时钟波形,保持空间和电荷完整性。
材料
主要材料包括:P型硅衬底(电阻率10-100 Ω·cm)、热生长二氧化硅栅极绝缘层(厚度100-150 nm)、掺杂多晶硅电极(磷或砷掺杂厚度300-500 nm)、氮化硅钝化层、铝或铜互连。先进版本可能采用埋沟设计并增加n型外延层。
暗电流
<1 nA/cm²nA/cm²
电荷容量
100,000-1,000,000electrons per pixel
时钟频率
1-50MHz
电极间距
5-20μm
相数
2, 3, or 4phase designs
工作电压
5-15V
转移效率
>99.99%per transfer
工作温度
-50 to +80°C
标准
ISO 12232ISO 15739DIN 19040DIN 58141

行业分类与别名

电荷转移结构 的常用贸易名称、技术标识和检索关键词。

上级产品

该组件会出现在以下整机或工业产品中。

FMEA · 风险与缓解

诱因 → 失效模式 → 工程缓解

Si-SiO₂界面态捕获->渐进式电荷转移效率降低,导致图像拖尾->优化热氧化工艺、氢退火和埋沟道设计
高电流密度下多晶硅电极中的电迁移->电极电阻增加,最终开路->设计中的电流密度限制、阻挡层和冗余电极结构
快速电压转换引起的时钟馈通->固定图案噪声和信号损坏->平衡时钟驱动器、屏蔽布线及相关双采样电路

工业生态与工程逻辑

适配说明
该电荷转移结构兼容多种CCD成像系统、光谱仪、天文望远镜、医疗成像设备和工业检测机器。可替代Sony ICX285AL、Kodak KAI-0340、Teledyne e2v CCD42-40、Hamamatsu S7030和ON Semiconductor KAI-08050等型号。订购前请确认电极间距、相数和时钟频率等规格是否匹配。
工程风险
  • 电荷转移效率累积降低
  • 时钟馈通干扰
  • 电极中的电迁移
  • 辐射引起的损伤
  • 热应力开裂

合规与检测

公差
电极对准 ±0.25 μm,氧化层厚度 ±5%,掺杂浓度 ±10%
检测方法
使用校准光源进行电光测试,使用胖零技术测量电荷转移效率,暗电流表征,调制传递函数分析

制造该组件的工厂

来自 CNFX 组件能力表的相关制造商资料。

制造商列表用于前期研究和供应商能力理解,不代表认证、排名或交易担保。

采购评估维度

不是客户评论,也不是实时热度。以下维度用于前期 RFQ 准备和供应商评估。

技术文档
4/5
制造能力
4/5
可检验性
5/5
供应商透明度
3/5

这些分值是采购评估维度示例,不代表真实客户评分、具体国家买家反馈或实时询盘。

相关组件

常见问题

电荷转移结构在CCD阵列中的主要功能是什么?

主要功能是将光生电子从各个像素传输到输出放大器,且损耗或失真最小,从而实现图像信息的顺序读出,同时保持空间和电荷完整性。

电荷转移结构如何实现高转移效率?

通过优化的电极几何形状、精确的掺杂分布、严格控制氧化层厚度以及复杂的时钟波形,减少界面电荷捕获,确保电荷包在势阱间完全移动,从而实现高转移效率(>99.99%)。

电荷转移结构的常见故障模式有哪些?

常见故障包括由界面态引起的电荷转移效率降低、污染导致的暗电流增加、电压尖峰引起的电极击穿以及时钟馈通干扰。通过洁净室制造、适当钝化和稳健的驱动电路设计来缓解这些问题。

我可以直接联系工厂吗?

CNFX 是开放目录,不是交易平台或采购代理。工厂资料和表单用于帮助你准备直接沟通。

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数据基础

CNFX 制造商资料、技术分类、公开产品信息和持续合理性检查。

初步技术归类
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URN:CNFX:ME:UNIT:CHARGE_TRANSFER_STRUCTURE
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