5 Super-HARP的發(fā)展超勢(shì)
固體攝像器件一般由HARP膜和低噪聲讀出電路（如MOS和CMOS）組成,其典型構(gòu)成如圖5所示。圖6為HARP膜MOS圖像傳感器的構(gòu)成及單個(gè)像素的組成圖。HARP膜在受到光照后產(chǎn)生的電子空穴對(duì)將在足夠電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生雪崩效應(yīng)而形成雪崩放大。放大后的信號(hào)電荷（空穴）流向MOS管的漏極并使漏極電位升高。從源極來(lái)的電子流向漏極并和空穴結(jié)合,從源極來(lái)的信號(hào)電流經(jīng)放大器放大后,由相關(guān)雙取樣（CDS）電路消除噪聲后讀出,從而使得輸出信號(hào)有很高的信噪比。由于強(qiáng)光入射HARP膜的倍增作用很強(qiáng),因而儲(chǔ)存的信號(hào)電壓太高,這就要求MOS管電路能耐較高的電壓,也可以用二次光刻法來(lái)形成銦微型凸板以解決信號(hào)電壓太高的問題。所以HARP膜式高靈敏度攝像器件有兩種結(jié)構(gòu),一種是由MOS管直接和HARP膜結(jié)合,另一種是凸型銦板型。除此之外,在1998年,日本NHK研究所還開發(fā)出了HARP膜CMOS圖像傳感器。
在今后一段時(shí)間內(nèi),攝像器件將主要朝著高靈敏度、
高分辨率、低功耗、低成本及小型化方向發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)上述功能,采用CMOS工藝是極其關(guān)鍵的,也可以說(shuō),攝像器件目前發(fā)展的主要?jiǎng)酉蚴荂MOS化。
6 Super-HARP攝像機(jī)的應(yīng)用
日本日立制作所和NHK研究所通過(guò)改變高增益雪崩倍增非晶光電導(dǎo)體（HARP）靶的光輸入窗口和信號(hào)電極材料,開發(fā)出高靈敏度的超高靈敏度型HARP靶紫外和x射線攝像管,前者可用于天文、醫(yī)學(xué)、生物觀察與研究、指紋鑒別、字畫和有價(jià)證券的鑒別等方面;后者則主要用于物質(zhì)結(jié)晶情況觀察、大規(guī)模集成電路檢查分析以及質(zhì)量監(jiān)控等領(lǐng)域。
7 結(jié)論
目前真空攝像管的發(fā)展在高清晰度和高靈敏度方面都兼有長(zhǎng)處,在HDTV應(yīng)用更有優(yōu)勢(shì);而固體攝像器件目前尚未達(dá)到這一點(diǎn)。真空攝像管和固體攝像器件發(fā)展的方向?qū)⒅饕憩F(xiàn)為高靈敏度、高分辨率、低功耗、低成本及小型化。要達(dá)到這些要求,采用CMOS工藝是極其關(guān)鍵的。將HARP靶與MOS讀出電路或CMOS讀出電路用微型銦柱連接起來(lái)制成Super-HARP攝像管最有可能的發(fā)展方向,目前,采用此技術(shù)研制出的超高靈敏度新型Super-HARP攝像機(jī)已可在作為HDTV攝像系統(tǒng)中使用。
