Ο πυρήνας ενός CCD (φορτίο - συζευγμένη συσκευή), οι δυνατότητες απεικόνισης της κάμερας έγκειται στην παραγωγή ακριβείας των φωτοευαισθητικών στοιχείων της, μια διαδικασία που ενσωματώνει την κοπή - άκρη στην τεχνολογία ημιαγωγών και την οπτική μηχανική. Η διαδικασία κατασκευής τσιπ CCD είναι ένας κρίσιμος παράγοντας για τον προσδιορισμό της απόδοσης της κάμερας και η τεχνική πολυπλοκότητά της επηρεάζει άμεσα την ποιότητα της εικόνας του τελικού προϊόντος.
Η κατασκευή ενός αισθητήρα CCD αρχίζει με την παρασκευή ενός υψηλού - καθαρότητας single - κρυστάλλινη πλακέτα πυριτίου. Ένα πλέγμα πυριτίου με εξαιρετικά χαμηλό ρυθμό ελαττώματος αναπτύσσεται χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Czochralski. Μετά την τεμαχισμό και τη στίλβωση, σχηματίζει ένα υπόστρωμα πλακιδίων πάχους περίπου 0,5 mm. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας οξείδωσης, σχηματίζεται ένα στρώμα μονωτικού διοξειδίου του πυριτίου στην επιφάνεια του πυριτίου, που χρησιμεύει ως θεμέλιο για απομόνωση του επόμενου κυκλώματος. Η φωτολιθογραφία χρησιμοποιεί βαθιά υπεριώδη λιθογραφία για τη μεταφορά του σχεδίου με νανομέτρου - ακρίβεια επιπέδου στον φωτοαντιγραφικό - επιφάνεια πλακιδίων. Η εμφύτευση ιόντων στη συνέχεια χρησιμοποιείται για να σχηματίσει τη συστοιχία φωτοδίμων PN. Αυτά τα μικρά - μεγέθους φωτοευαισθητικά στοιχεία αποτελούν τη θεμελιώδη δομή για τη σύλληψη εικόνων.
Το στρώμα μεταλλικής διασύνδεσης σχηματίζεται χρησιμοποιώντας μια διαδικασία καλωδίωσης από αλουμίνιο πολλαπλών στρώσεων ή χαλκού, με τη χάραξη πλάσματος να δημιουργεί κανάλια μετάδοσης σήματος μέσα στο μονωτικό διηλεκτρικό. Η βασική καινοτομία έγκειται στο σχεδιασμό του καναλιού μεταφοράς κατακόρυφου φορτίου. Μια ειδική διαδικασία ντόπινγκ δημιουργεί μια πιθανή δομή φρεατίου εντός του κρυστάλλου πυριτίου, επιτρέποντας τη γραμμή - από - γραμμή, κατευθυνόμενη μεταφορά φωτοτογενών φορτίων στον ενισχυτή εξόδου. Το στρώμα παθητικοποίησης, κατασκευασμένο από νιτρίδιο πυριτίου, σχηματίζει μια πυκνή προστατευτική μεμβράνη μέσω της εναπόθεσης χημικών ατμών, εξασφαλίζοντας τη σταθερότητα της συσκευής σε υγρά περιβάλλοντα.
Η διαδικασία συσκευασίας επηρεάζει άμεσα την ποιότητα απεικόνισης CCD. Μετά το dicing, το τσιπ συσκευάζεται σε ένα κεραμικό ή μεταλλικό πακέτο, με ηλεκτρικές συνδέσεις που επιτυγχάνονται μέσω συγκόλλησης χρυσού σύρματος. Το εμπρόσθιο οπτικό παράθυρο συνδυάζει ένα φίλτρο υπέρυθρης αποκοπής με ένα χαμηλό - Pass Filter για να εξαλείψει το moiré και τη σωστή φασματική απόκριση. Υψηλή - Τα μοντέλα END χρησιμοποιούν το Chip - τεχνολογία συσκευασίας κλίμακας, ενσωματώνοντας τη συστοιχία φίλτρων απευθείας στην επιφάνεια του αισθητήρα, μειώνοντας σημαντικά το μέγεθος της συσκευής.
Η σύγχρονη τεχνολογία CCD εξελίσσεται προς την πλάτη - φωτισμένες δομές. Με την αναστροφή της δομής του τσιπ για να επιτρέψει στο φως να φωτίζει άμεσα την φωτοευαίσθητη επιφάνεια, η κβαντική απόδοση αυξάνεται σε πάνω από 90%. Η λιθογραφία NanoImprint αρχίζει να χρησιμοποιείται στην κατασκευή συστοιχιών μικροσφαιρίνων για τη βελτιστοποίηση της αποτελεσματικότητας της συλλογής φωτός. Αυτές οι προόδους της διαδικασίας συνεχίζουν να οδηγούν την αναντικατάστατη κατάσταση των CCD σε εξειδικευμένα πεδία όπως η επιστημονική απεικόνιση και η βιομηχανική επιθεώρηση.
