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2.2 Funktionsprinzip und Eigenschaften
2.3 Auslesevorgang und Digitalisierung
2.6 Sensibilitäts- und Helligkeitsunterschiede
3.2 Betriebsspannung - Bias-Field-Frames
3.3 Dunkelladungen - Dark-Field-Frames
3.4 Sensibilitätsunterschiede - Flat-Field-Frames
2.1 Aufbau eines CCD-Chips
Ein CCD-Chip ist ein Bauelement, welches aus vielen einzelnen kleinen Metall-Oxid-Halbleiter- (Metall Oxid Semiconductor), so genannten MOS-Kondensatoren, aufgebaut ist.
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Abbildung 1: |
Ein einzelner MOS-Kondensator setzt sich aus einem p-dotierten Siliziumsubstratkörper (d.h. Silizium mit Defektelektronen als Ladungsträger), einer dünnen aufgedampften Schicht Siliziumdioxid (ca. 0,1 µm) und einem sich darauf befindenden Netz transparenter Elektroden, den Gates, aus Aluminium oder polykristallinem Silizium zusammen (siehe Abbildung 1). Das Siliziumdioxid (SiO2) wirkt hierbei als Isolierung zwischen den beiden Teilen des Kondensators.
Betrachtet man den gesamten Chip, so sind auf dem Isolator bzw. der Siliziumdioxidschicht rasterförmig Streifen aus polykristallinem Silizium aufgebracht, welche die Reihen der Bildelemente (Pixel, von Pi[x]cture Element) bilden. Die letzte Pixelreihe am Rand des Chips dient als serielles Register. Dieses wird benötigt, um gleichzeitig aus jeder Spalte die Ladung eines Pixels als Puffer aufnehmen zu können. Zusätzlich befindet sich noch ein Ausgangsverstärker auf dem Chip, der vor der Digitalisierung von den Ladungspaketen durchlaufen wird.
Der Chip setzt sich somit aus vielen Reihen zusammen, die wiederum aus vielen nebeneinander gesetzten MOS-Kondensatoren bestehen. Er kann deshalb auch als ein zweidimensionales Array von Bildelementen verstanden werden. Die Pixel haben bestimmte geometrische Abmessungen – früher häufig rechteckige, heutzutage meist quadratische.
Die Herstellung von CCD-Chips erfolgt per Maskentechnik.
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