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第三章 元建模.pdf
- 软件建模理论
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CCD图像传感器像元建模与仿真.pdf
- 当今时代，由于CCD图像传感器在航空计测等方面的重要作用，拥有CCD
新技术的各国及各公司都将CCD技术作为军事机密或商业机密，因此尽管CCD
图像传感器技术的发展十分迅速，然而与CCD相关的技术、科研文献仍然十分缺
乏。由于国内的半导体产业发展较晚，因此国内的CCD技术相对落后且发展缓慢，
随着我国最近几年航空航天技术的迅速发展，目前CCD图像传感器相关的研究就
成为十分重要的课题之一。
本论文正是在针对上述问题，在充分了解CCD图像传感器器件的发展状况、
分析了CCD器件工作原理的基础上构建了一个带有光电二极管结构的埋沟CCD
器件模型，并就该器件模型作了相关的仿真、分析和优化设计。主要工作可概括
为以下六个方面：
l、对CCD图像传感器像素单元进行器件模型的建立，并设计了相关的器件
和工艺参数，利用ISE、Silvaco TCAD等计算机工具全面地实现了该器件模型的
二维数值分析和光电特性的模拟。具体内容在第三章3．1节中阐述。
2、通过对CCD图像传感器像元沟道的阱容量进行定性分析和定量计算，设
计了合理的势垒相和势阱相的栅电压，对建立的模型的沟道阱容量进行优化。具
体内容在第三章3．2节中阐述。
3、分析器件模型在沟道区掺杂浓度对器件击穿特性的影响，并确定了最大沟
道掺杂浓度。具体内容在第三章3．5节中阐述。
4、详细讨论了栅间隙长度和埋沟深度等参数对该CCD模型的电荷转移效率
的影响。具体内容在第三章3．3和3．4节中阐述。
5、分析了该模型光电二极管结构中的暗电流，并通过计算机模拟分析了少子
寿命、表面态密度和温度对暗电流的影响，通过仿真说明了该模型结构采用掩埋
型光电二极管结构的优点。具体内容在第四章4．1节中阐述。
6、通过计算分析找出了CCD器件模型中的主要动态功耗源，从而整理得出
了CCD图像传感器的动态功耗估算方法。具体内容在第四章4．2节中阐述。
关键词：电荷耦合器件，阱容量，电荷转移效率，暗电流，动态功耗
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