一种改善的成像阵列（及相应的操作方法）包括设置在形成在衬底上的谐振腔内的基于异质结晶闸管的多个像素单元。每个基于晶闸管的像素单元包括彼此隔开的互补型ｎ型和ｐ型调制掺杂量子阱界面。预定波长范围内的入射辐射在给定像素单元的腔内谐振以在其中吸收，该吸收引起电荷积累。积累电荷与入射辐射的强度有关。基于异质结晶闸管的像素单元适于多种成像应用，包括基于ＣＣＤ的成像阵列和有源像素成像阵列。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光电器件.更具体地说，本专利技术涉及基于由诸如砷化镓(GaAs)之类的半导体形成的电荷耦合器件(CCD)的成像阵列， 其能够响应光而产生电信号。本专利技术尤其可应用于成像和电信技术领 域，而它并不局限于此。2.
技术介绍
在成像
中，下一代成像系统必须在很高的频率下操作， 并对于辐射通量具有高电阻，因此成像器被说成是"硬化的辐射"。 目前的成像器被构造为CCD或有源像素阵列形式的硅集成电路。在 CCD中，线性像素阵歹'J按顺序被脉冲式地输出到公共输出放大器。在 有源像素阵列中，该阵列是x-y可寻址的，并且每个像素输出到它自己 专用的放大器(该阵列以逐行或逐列为基础输出)》硅工艺受到在集成电路的有源和无源区中都存在氧化硅的多种方 式的限制。主要限制是氧化物对辐射通量的灵敏度。辐射在绝缘体中 产生陷阱和其它带电的缺陷，其改变了集成电路内的有源和无源区中 的内部电压阈值。在一定累积膝光电平之后，这些阈值变化致使电路 不能工作。栅极氧化物也产生其它方式的限制.硅CCD通过交叠栅极 将一个像素耦接到另一个。每个交叠栅极在像素之间建立小的较厚氧 化物区域，其禁止电荷传输并因此对CCD造成速度限制。这些氧化物 势垒对硅CCD是基本的，并构成传输速度限制.已经采用一些方法来 消除这些影响，例如虚拟相位CCD,然而，这些结构接着要面对由于 注入未对准和缺少阱容量而造成的势垒.不管怎样，硅CCD的传输速 度很少超过几MHz。硅CCD的另一限制是它的光谱灵敏度。硅CCD吸收跨越其能隙 的辐射，因此对具有长于约liam的波长的辐射不敏感。它还对紫外线 (UV)辐射不敏感。如母案申请美国序列号No. 09/556,285中所公开的，基于GaAs衬 底的III-V器件结构具有克服上述限制的潜能，具体来说，GaAsCCD具有吸收各个子带之间的量子阱内的电磁能量的潜能.这提供了具有 独特的子带间吸收能力和中波红外、长波红外以及甚长波红外区内的灵敏度的GaAs器件。目前起子带间探测器作用的GaAs器件结构是 QWIP(量子阱红外光探测器)器件.目前实现的该QWIP的两个重要 限制是存在迫使将器件冷却到77nK的相当大的暗电流电平以及器件与 GaAs集成电路不兼容的事实.在最初证明时，由于其与GaAs集成电 路的潜在兼容性，QWIP被认为是有利的.然而，这种兼容性从未成 立过，因此目前的工艺将GaAs QWIP晶片以混合方式与Si读出集成 电路组合在一起。已经存在多种尝试使用MESFET (金属半导体场效应晶体管)和 HEMT (高电子迁移率晶体管)器件的基本晶体管结构来建立CCD移 位寄存器。参见Song等人的"A Resistive-Gate Al0,3Ga0.7As/GaAs 2DEG CCD with High Charge-Transfer Efficient at 1 GHz" ( 1991年4月的 IEEE Transactions on Electron Devices, Vol.38， No.4，页930-932); Ula等人的"Simulation, Design and Fabrication of ThinFilm Resistive-Gate GaAs Charge Coupled Devices" (1990年的Electron Devices Meeting,页271 - 274); Bakker等人的"A Tacking CCD: a New CCD Concept" (1991年5月的IEEE Transactions on Electron Devices, Vol.38， No.5，页1193 - 1200); Davidson等人的"GaAs charge-coupled devices" (1989年的Can. J. Physics, Vol.67，页225 - 231 ) ; Song 等人的"Characterization of Evaporated Cr-SiO cermet films resistive-gate CCD applications" (1989年9月的IEEE Transactions on Electron Devices, VoU6， No.9，页1575- 1597) ; LeNoble等人的"A Two-Phase GaAs Cermet Gate Charge-Coupled Device"( 1990年8月的IEEE Transactions on Electron Devices, Vol.37, No.8，页1796 - 1799); Beggs等人的"Optical charge injection into a gallium arsenide acoustic charge transport device" (1988年的Journal of Applied Physics,巻63， 第7期，页2425-2430) ; Ablassmeier等人的"Three-phase GaAs Schottky-barrier CCD Operated up to 100-MHz Clock Frequency" (1980年6月的IEEE Transactions on Electron Devices, Vol,27, No,6， 页1181-1183) ; LeNobel等人的"Uniphase operation of a GaAs resistive gate charge-coupled device" (1992年的Can. J. Physics,Vol.70，页1143- 1147); LeNobel等人的"Two-Phase GaAs cermet-gate charge-coupled device" (1991年的Can. J. Physics, Vol.69， 页 224 - 227 ) ; Ula等人的"Optimization of thinfilm resistive-gate and capacitive國gate GAAs charge-coupled devices" (1992年5月的IEEE Transactions on Electron Devices, Vol.39， No.5,页1032-1040); k乂 及 LeNoble 等人的 "The Surface Potential Variation in the Interelectrode Gaps of GaAs Cermet-gate Charge-Coupled Devices" (1990年的Solid-State Electronics, VoU3， No.7，页851 -857),这 些技术总是被阵列中像素之间的低传输效率的问题所困扰。所提出的 解决方案利用了像素之间的电阻耦合，其将提供漂移辅助的传输。问 题是没有发现可行的技术来实现电阻耦合，试图使用淀积的电阻层， 但是电阻控制问题阻碍了进一步研究，母案申请美国序列号No.09/556，285通过提供具有外延生长结构的 CCD克服了这些问題中的多个，其利用调本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种成像器件，包括： 多个像素单元，每个像素单元包括形成在衬底上的谐振腔内并彼此隔开的互补型第一类型和第二类型调制掺杂量子阱界面，其中预定波长范围内的电磁辐射在所述像素单元处被接收并注入到所述谐振腔内，由此产生积累到所述像素单元的所述第二类型调制掺杂量子阱界面内的电荷。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：GW泰勒，
申请(专利权)人：康涅狄格大学，欧宝公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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