Molte industrie elettroniche, sotto la richiesta incalzante della ricerca scientifica ed astronomica (comprese le missioni spaziali), si sono cimentate nella realizzazione di CCD con prestazioni sempre più elevate, sia per ciò che riguarda la qualità che per le dimensioni ed il modo di leggere i pixel. Come già detto nella parte introduttiva, la SITe - Scientific Imaging Tecnology (già Tektronix) ha sviluppato una tecnologia in grado di produrre CCD con un'area sensibile di 2048 x 4096 pixel per la ACS per l'Hubble Space Telescope (HST). La LORAL (già FORD ed ex-RCA) ha prodotto per diversi Osservatori Americani, come il KPNO o NOAO, e anche per l'Osservatorio Europeo ESO, CCD con 2048 x 2048 pixel, con ciascun pixel da 15 micron2. Inoltre, come è stato descritto in precedenza, i nuovi CCD per l'astronomia hanno anche l'importante caratteristica di poter essere messi vicini l'uno all'altro in modo da formare mosaici.
Sono state sviluppate altre tecniche con lo scopo di migliorare altri parametri del CCD, per esempio la corrente di buio. Il CCD chiamato Multi Pinned Phase (MPP), con una particolare polarizzazione degli elettrodi e con una impiantazione di Boro sotto uno degli elettrodi che costituiscono il pixel, permette di ridurre la corrente di buio che si genera per agitazione termica. Quando tutti gli elettrodi delle fasi sono completamente in stato di inversione, cioè al livello negativo (es. -9 Volt rispetto al substrato, o meglio si polarizza Vss = + 9 Volts), allora la corrente di buio che si genera quasi tutta in superficie (sotto l'elettrodo) viene controbilanciata dalle lacune che fuoriescono dai canali di stop. In questa figura vengono rappresentate le varie fasi per arrivare alla completa "inversione" della superficie, e il modo in cui vengono accumulate le cariche sotto gli elettrodi.
Occorre notare che il CCD è del tipo a "canale sommerso", tecnica usata per evitare lo scorrimento delle cariche in superficie, dato che quest'ultima è ricca di impurità che possono intrappolare le cariche e abbassare notevolmente l'efficienza di trasferimento. Ormai tale tecnologia è ampiamente consolidata e consiste nell'impiantare nel substrato drogato di tipo "p" un canale leggermente drogato "n", e nel far sì che le cariche si muovano al disotto di questo strato "n", in un cosiddetto "canale sommerso".
Per ottenere CCD MPP si possono individuare tre momenti fondamentali:
si parte dalla situazione non MPP, ottenuta polarizzando a +10 V l'elettrodo centrale (come descritto in precedenza), le cariche negative vanno nella buca di potenziale e le lacune si scaricano verso la Vss che è a GND;
alzando il potenziale di substrato (Vss = +9V) o abbassando il potenziale agli elettrodi (-9 V) non interessati all'accumulo, si ottiene uno stato detto di "inversione". In tale situazione le lacune dei "canali di stop" fluiscono in superficie e vanno a disporsi in corrispondenza degli elettrodi che sono a 0V. Questa situazione, detta di "semi-inversione", permette di controbilanciare gli elettroni generati termicamente solo in due elettrodi;
impiantando atomi di Boro sotto un elettrodo, viene compensato in parte il contributo del drogaggio "n" del canale sommerso. In questo modo si possono mettere a 0 Volt tutti e tre gli elettrodi, ottenendo la completa inversione della superficie, infatti si forma artificialmente una buca di potenziale sugli elettrodi adiacenti, e lì si può accumulare la carica fotogenerata. Con la completa inversione, il controbilanciamento in superficie raggiunge il suo massimo e quindi il contributo termico diminuisce notevolmente.
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