梵月科技-工程部

減少電荷數因傳送過程而耗損已是目前CCD廠商的努力目標。除此之外，傳導閘（gate）與量子效率提昇的設計、微光感測、散熱、彩色訊號取樣...等問題也是這些CCD廠商欲克服的難題。 現代的傳導閘都使用多矽（polysilicon）製造，如圖4所示。一般的多矽對電磁波的透明（transparent）程度或被穿透程度在400nm到1100nm之間，但是，其量子效率僅有0.35左右。如果在MOS上端塗以特殊的磷化物，則電磁波可穿透的頻譜範圍將可達到超紫外線（UV）0.4μm～0.03μm。另一種改進方法，是所謂的覆晶（flip chip;FC）技術，讓光由晶片底層照射進來，或者說將傳導閘朝下，P底層朝上（如圖5所示）。這還須使P層超薄化，也就是薄膜（thin film）製程製造的MOS晶片，才能達到高量子效率（可高達0.9），電磁波可穿透的頻譜最低可達200 nm。 不過，目前的薄膜技術昂貴，而且會造成光電應用的複雜度和不良率的提高。市面上典型的2D CCD陣列之像素數量是1024×1024，像素大小在7μm和50μm之間。影像訊號輸出頻率可以依需要和陣列大小而不同 ，例如：攝錄機（camcorder）使用的CCD陣列之影像輸出頻率是30幀／秒，雖然未達電視機的標準，但畫面品質已可接受。CCD的微光感測能力是依「黑電子」數量多寡而定 ，「黑電子」是指尚未受光照射前，聚集在閘下的電子數量，這種電子數量越多則微光感測能力會降低。配備良好的冷卻系統後，微光感測能力可以加強。不過，若在CCD前加上影像強化器（image intensifier），則感測能力可以提高更多。一般而言，CCD感測能力可達40光子／像素。 

CCD除以矽為材料外，最近也使用GaAs/ GaAlAs、InSb和HgCdTe...等。InSb和HgCdTe必須低溫轉換設備（cryosar）。另一種趨勢是使用微輻射熱測定器（microbolometer），並結合光蝕和其他選擇性蝕刻技術可以製造出0.5μm厚和50μm×50μm的深微米矽面板，由於這種CCD感測器（sensor）對熱輻射敏感，所以，必須採用特殊的熱幅射測定器和冷卻系統才能確保功能正常。 表1是Thoomson-CSF製的訊框傳送CCD陣列規格表。