电荷耦合器的发展历史

电荷耦合器件简称CCD(ChargeCoupledDevices),是20世纪70年代初开始发展起来的新型半导体器件。1970年,美国贝尔实验室W.S.波尔(Boyle).G.E.史密斯(Smith)等人在研究磁泡时,发现了半导体势阱发生转移现象,提出了电荷看合这一新概念和一维CCD器件原型。同时预言了CCD器件在信号处理、信号储存及图像传感器中的应用前景。

CCD的发展异常迅速,从CCD概念提出到商品化的电荷耦合摄像机出现仅仅用了4年时间。在CCD被验证后的短短几年里,就涌现出了许多不同电极结构不同输入方式、不同输出方式、不同沟道类型,不同设计布局,不同大小规模的CCD。1974年,美国RCA公司的面阵CCD摄像机首先问世。随着大规模集成电路工艺的不断完善和推广,其他一些国家也逐渐赶上,研制成功了CCD器件。进入80年代,尽管美国在CCD技术方面仍然处于世界领先地位,但在中低标准器件及整机方面,日本逐渐称霸世界市场,他们生产的CCD线阵像元数不断增加,性能也得到了提高。CCD传感器正向高灵敏度,高密度,高速度和宽光谱响应方向发展。例如,美国仙童公司推出的6000位CCD,除了具有以上特点外,其光谱响应很宽,包括了从紫外光、可见光至红外光波段。同时,多片CCD拼接技术也已十分成熟。

面阵CCD方面,美国Tektronix公司于1985年推出2048x2048像元的CCD图像传感器,而今,4096*4096像元的CCD器件也相继问世。日本在这方面发展迅速,索尼、松下、夏普、日立等公司占领了世界绝大多数的市场。至今,日本不仅在数量上,而且在质量上,特别是在广播领域,已经取得了世界霸主的地位。

CCD之所以发展迅速,其主要原因是它的应用范围是相当广泛的。它在数字信息存储,模拟信号处理以及作为传感器等方面都有十分广泛的应用。现在,CCD的发展趋势越发证明它是一种有发展前途的半导体器件。