книги / Твердотельная фотоэлектроника. Физические основы

же путь, что и кремниевые: для лазерных систем были созданы и ФД, и ЛФД, а в 1990-х годах для приборов ночного видения — и матрицы. Благодаря со­ гласованию области собственного поглощения InGaAs со спектром излучения звездного неба такие матрицы регистрируют на полтора порядка больше фото­ нов, чем указанные ЭОП. Так начиналось наступление на последний бастион электровакуумных фоточувствительных приборов.

Отметим, что практически во всех ФД на гетероструктурах используется описанное выше широкозонное окно.

Говоря о ФП для лазеров 1,3-г 1,55 мкм, несправедливо не вспомнить о Ge-ФД. Хотя они уступают по параметрам ФД на основе InGaAs/lnP (имеют больший темп темновой генерации, малую чувствительность к 1,55 мкм при пониженной температуре), но тоже используются в лазерных системах рас­ сматриваемого диапазона — в тех из них, где важна меньшая стоимость.

Квантоворазмерные структуры. В знаменательном для фотоэлектроники 1970 году было положено начало еще одному принципиально новому направле­ нию — квантоворазмерным структурам. Эти структуры были предложены нобе­ левским лауреатом, изобретателем туннельного диода Л. Эсаки в соавторстве с Р. Tea. Новому изобретению предстояло большое будущее. И хронологически, и идеологически квантоворазмерные структуры можно считать следующим — за варизонными и гетероструктурами — этапом. Разработчик получает еще бо­ лее гибкий инструмент в формировании зонной структуры полупроводника. И этот дополнительный инструмент — размер выращиваемых с помощью МЛЭ слоев и областей. Размеры «обычных» слоев в полупроводниковых структурах (> 50 нм) на два и более порядков превышают размеры моноатомного слоя (по порядку величины ~0,5 нм), так что свойства таких слоев не отличаются от свойств объемного кристалла. Из самого термина «квантоворазмерные струк­ туры» следует, что в таких структурах формируются слои с очень малыми размерами (типовые значения ~0,5-ь5 нм), сопоставимыми с характеристи­ ческими квантовыми длинами — с так называемой длиной волны де Бройля (см. гл. 3). Свойства столь малых областей, их зонные структуры уже отли­ чаются от свойств и зон объемного монокристаллического материала (подоб­ но тому, как отличаются свойства одиночного атома и кристалла (см. раздел 3.11). Плоские тонкие области (ограниченные по одной координате) получили название «квантовые ямы». Частный случай квантовой ямы — предельно тон­ кий моноатомный слой; он получил название ««^-легированный слой». Области, ограниченные по двум координатам, подобные нитям (трубкам), так и назы­ вают «квантовымы нитями (трубками)», а точечные области (ограниченные по всем трем координатам) — соответственно «квантовыми точками».

Возможности нового метода в вариации структур оказались практически неисчерпаемыми, и сегодня квантоворазмерные структуры стали одним из ве­ дущих направлений физики полупроводников. Многообразны вариащии струк­ тур, различны системы материалов, однако в фотоэлектронике основные успехи

связаны с квантоворазмерными структурами на основе системы GaAs/AlGaAs. И этим успехам фотоэлектроника обязана прежде всего работам специалистов из фирм Lockheed, Rockwell, Sanders и некоторых других, выполненным в по­ следние 10-15 лет. Типовая фоточувствительная структура содержит чередую­ щиеся очень тонкие слои GaAs толщиной порядка 5 нм (собственно квантовые ямы) и «просто» тонкие слои AlGaAs толщиной порядка 50 нм (это уже почти объемный материал, разделительный барьер между квантовыми ямами). Число таких пар слоев порядка 50. Подобные структуры называют «множественными квантовыми ямами»: человек сотворил структуру с регулярностью, подобной регулярности решетки монокристалла. Тонкий слой GaAs выполняет функции примесного атома: в нем происходит фотовозбуждение носителя заряда, и при подаче напряжения на структуру в ней протекает сквозной ток. Как и в при­ месных полупроводниковых приборах, получить высокий квантовый выход в таких структурах пока не удалось. Обычно он не превышает 10%. Архитекту­ ра матриц на основе квантовых ям аналогична архитектуре прочих гибридных матриц: фоточувствительные кристаллы GaAs/AlGaAs состыковывают с крем­ ниевой подложкой, в которой сформированы сложные многофункциональные микросхемы обработки фотосигнала (каждая фоточувствительная ячейка — со своей электронной ячейкой). Пройден путь от линеек до матриц форматов 320 х 256, 640 х 480, достигнута температурная чувствительность вплоть до

0,02 К.

Описанные матрицы в литературе обозначают аббревиатурой QWIP — Qu­ antum Well Infrared Photodetector (инфракрасный фотоприемник с квантовы­ ми ямами). Отработанность технологии и физические свойства широкозонной структуры GaAs/AlGaAs позволяют получить высокий процент выхода год­ ных структур и, как следствие, относительно невысокую стоимость. Это, а также приведенный уровень параметров, позволяет QWIP-матрицам конкури­ ровать с KPT-матрицами. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки. Так, идеология QWIP-матриц позволяет изготовить их многоцветными, напри­ мер, варьируя в ячейках состав и размеры слоев GaAs/AlGaAs. Такая воз­ можность продемонстрирована на фотоприемнике с тремя ячейками, максимум чувствительности которых имел значения 7,0; 8,5 и 9,8 мкм. Другая особен­ ность QWIP матриц — узкая область спектральной чувствительности. Так что QWIP-матрицы оптимально использовать в селективных системах, в перспек­ тиве и в многоцветных. А разработке многоцветных матриц в последние годы уделяется особо большое внимание.

Весьма перспективными для ИК-матриц для диапазона 3-г20 мкм оказа­ лись сверхрешетки на основе систем InAs/GalnSb, выращенные на подложках из арсенида галлия. Удается обеспечить не только высокий квантовый выход, но и однородность параметров ячеек в больших матрицах.

Микроболометрические матрицы и другие. В 1990-е годы фотоэлектро­ ника наконец повернулась лицом к неохлаждаемым тепловым фотоприемни­

1.4 СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ 53

кам. Из-за низкой чувствительности, большой инерционности они занимали свое традиционное скромное место: как неселективные приборы использова­ лись в основном для калибровки мощности излучения в спектрофотометрии. Но развитие техники идет по спирали. Новые высокие так называемые микромашинные технологии позволили болометрам «из тени в свет перелететь». Идея: надо сделать микроболометр с предельно малой теплоемкостью и пре­ дельно малой тепловой связью с подложкой. Реализация этой идеи с помощью новых технологий: создается очень тонкая микроболометрическая пластинка (толщина ~0,3-ь0,5 мкм, сторона ~ 304-50 мкм), она крепится к подложке с помощью двух также тонких, узких и длинных ног (шириной 14-2 мкм, дли­ ной ~ 304-50 мкм). Болометр как бы парит в воздухе, извините, в вакууме, так как воздух надо откачивать, чтобы избежать конвекционного теплообмена с подложкой. Благодаря тепловой развязке от подложки энергия падающего из­ лучения накапливается в микроболометре. Благодаря малой теплоемкости он заметно нагревается, соответственно заметно меняется его электрическое со­ противление, что и фиксируется микросхемой, сформированной в кремниевой подложке. Подчеркнем: накапливается именно тепловая энергия, тогда как в квантовых матрицах накапливаются фотоносители заряда. Электрическая ем­ кость ограничивает накопление, а теплоемкость не ограничивает.

Сегодня фирмы США, Франции и других стран наладили массовый се­ рийный выпуск микроболометрических матриц формата 160 х 120, 320 х 240, достигнут и полный формат 640 х 480. По температурной чувствительности (вплоть до нескольких сотых градуса) болометрические матрицы практиче­ ски не уступают матрицам на основе КРТ и вместе с ними стали основными приборами для тепловидения на диапазон 84-14 мкм (к ним, как мы видели, присоединяются и QWIP-матрицы). Каждая матрица имеет свою «сферу влия­ ния». Матрица на КРТ незаменима в системах с высокой частотой кадров, для приема изображений низкотемпературных объектов. Основной козырь микро­ болометрических матриц — им не нужны сложные криогенные системы, из-за которых растут габариты, энергопотребление, снижается надежность прибора.

На симпозиуме и выставке общества оптических инженеров SPIE (США, Орландо, 2001 год) была представлена микроболометрическая матрица в гер­ метичном вакуумном кремниевом корпусе. По габаритам — это практически стандартный корпус СБИС, как обычный корпус фото-ПЗС для видимого диа­ пазона. Так что и тепловизор может приближаться по конструкции к видеока­ мере, что и было продемонстрировано на последующих выставках того же об­ щества в 2002-2003 годах. Отсутствие криогеники, использование кремниевой технологии позволяют специалистам прогнозировать резкое снижение стоимо­ сти микроболометрических матриц (МБМ) и связывать с ними качественно новый этап в развитии тепловидения. Предполагается, что выпуск тепловизо­ ров на основе МБМ (для транспорта, полиции и других приложений) может достичь миллиона штук в год. И если по количеству выпуска КРТ матрицы

еще лидируют, то по темпам прироста МБМ вышли на первое место среди ИК-матриц.

Этот подраздел назван «микроболометрические матрицы и другие». «Дру­ гие» — это, прежде всего, тепловые пироэлектрические фотоприемники. Как мы отмечали, их особенность — реакция только на переменное излучение. Это свойство используется в охранных системах: датчики с линейкой пиропри­ емников реагируют на перемещение человека (на его тепловое излучение). Но главное событие — это, конечно, разработка пироэлектрических матриц, анало­ гичных по параметрам болометрическим. Здесь особенность пироэлектрика — реагировать только на переменный сигнал — является недостатком, в теплови­ зор приходится из-за этого включать дополнительный узел — модулятор.

Значимость цели — разработка дешевой неохлаждаемой ИК-матрицы — привлекает многих исследователей, стимулирует изобретательность. Уже после 2000 года предложены самые экзотические решения. Вспомнили о приемни­ ке Галлея: газонаполненный микробаллон при нагреве расширяется. Проводят эксперименты с бипластиной: при радиационном нагреве она изгибается (как в терморегуляторе электроутюга). Считывание может быть оптическим, напри­ мер, при подсветке можно фиксировать видеокамерой смещение колец за счет тепловой деформации поверхностей. Считывание может быть электрическим: при изгибах пластины меняется ее электрическая емкость относительно под­ ложки.

КМОП — фотодиодная сверхбольшая интегральная схема (КМОП-ФД- СБИС). В последнее десятилетие для видимого диапазона наряду с кремние­ выми фото-ПЗС стали вновь выпускаться и кремниевые решетчатые матрицы с фотодиодными ячейками. Это — тоже пример развития техники по спирали: новое — хорошо забытое старое. Подобные матрицы решетчатого типа с адрес­ ным опросом (вспомните рис. 1.3.6) разрабатывались до изобретения ПЗС еще в 1960-х годах. Вообще говоря, решетчатые матрицы с накопительной емкостью и ключом в каждой ячейке не забывались: они использовались и использу­ ются в гибридных ИК-матрицах, точнее, в кремниевых кристаллах обработки фотосигналов от ИК-фотодиодов. Но для видимого диапазона появление ПЗС действительно заставило забыть о решетчатых матрицах. Ведь в решетках, как мы видели, заряд Qф из ячейки сбрасывается сразу на емкость общей длинной шины (столбца), подключенную к выходному устройству считывания. Большая длина этой шины (шина должна быть связана со всеми ячейками столбца) обусловливает ее большую емкость С , что приводит к малому напряжению сигнала AU = Q^/C . В ПЗС не выходное устройство «идет» к каждой ячейке, а наоборот, ячейка, точнее, ее заряд «идет» (переносится) к выходному устрой­ ству считывания (см. подраздел 1.3.1). Поэтому размеры выходного устройства малы, сопоставимы с размерами самой ячейки, следовательно, емкость С мала, напряжение сигнала AU = Q $/C значительно больше, чем в решетке (пример" но в га раз, где га — число ячеек столбца). В матрицах для видимого диапазона,

видимого диапазона — стал возможен благодаря новой схемотехнической и технологической базе. Современные технологии, высокое разрешение (техно­ логические нормы порядка десятой микрона) позволяют расположить в каждой ячейке решетки несколько транзисторов (в типовой ячейке — четыре транзисто­ ра). Обычно два транзистора — коммутирующие, а из двух других формируют повторитель с малой входной емкостью С, сопоставимой с емкостью выход­ ного устройства считывания в ПЗС. Поэтому и напряжение AU — Q $/C на входе этого повторителя сопоставимо с выходным напряжением в ПЗС. Повто­ ритель — согласно своему названию — повторяет, передает на выходную шину это напряжение (а не заряд, как было в решетках 1960-х годов).

Название прибора (КМОП-ФД-СБИС) очень громоздко, но зато подробно отражает его архитектуру:

КМОП. Эта аббревиатура относится к так называемым комплементарным парам полевых транзисторов (с МОП-структурой), а также к технологии, ко­ торая позволяет такие пары изготавливать, о чем говорилось в разделе 1 .3;

ФД — фотодиодная. Значит, фотоприемником (добавим: и накопительной емкостью) является фотодиод;

СБИС — сверхбольшая интегральная схема. В литературе наиболее часто сообщается о выпуске рассматриваемых матриц с форматами от 640 х 512 до 1280 х 1024 (есть сообщение о матрице формата ~2000 х 2000). Такие пре­ образователи изображения по терминологии микроэлектроники относятся к сверхбольшим и даже ультрасверхбольшим интегральным микросхемам.

Как видим, по своей архитектуре КМОП-ФД-СБИС и гибридная ИК-мат- рица (с МОП или КМОП ключами) идентичны, так что их можно назвать «сестрами». Только в ИК-матрице ФД и электронику изготавливают на раз­ ных кристаллах (узкозонном и кремниевом соответственно), а затем эти кри­ сталлы соединяют методом «flip-chip»: с большим числом соединений, равному числу элементов (см. подраздел 1.3.1). А в КМОП-ФД-СБИС можно избе­ жать проблему столь большого числа соединений, сформировать и фотодиоды, и электронику в едином кремниевом кристалле.

Для производства фото-ПЗС-матриц требуется разработка специальной тех­ нологии, которую так и называют «ПЗС-технологией» (прежде всего, она должна обеспечить высокое качество границы раздела окисел-полупровод­ ник). Производство КМОП-ФД-СБИС, как уже говорилось, базируется на мас­ совой КМОП-технологии (но, конечно, модернизированной). Эта технология, а также решетчатая организация обеспечивают ряд особенностей и преимуществ КМОП-ФД-СБИС по сравнению с фото-ПЗС-матрицами:

меньшая стоимость, что обусловлено как раз массовостью, отработанностью КМОП-технологии;

большая функциональная насыщенность. Технологическая совмести­ мость собственно фоточувствительной матрицы и микроэлектронных схем да­ ет возможность включить в состав прибора, изготовить на едином кремниевом кристалле, кроме мультиплексоров строк и столбцов, различные аналоговые и даже цифровые блоки с программным управлением (например, усилители на выходе каждого столбца, аналого-цифровые преобразователи, цифровые ши­ ны);

высокая скорость считывания. В системах слежения за малоразмерной це­ лью достаточно опрашивать только интересующее нас окно — фрагмент мат­ рицы, на который проецируется изображение цели. Такую произвольную вы­ борку фотосигналов от пикселов позволяет сделать решетчатая организация КМОП-ФД-СБИС. В ПЗС необходимо опрашивать всю матрицу полностью, все пикселы, на что уходит, естественно, большее время;

большее число фирм, способных организовать производство КМОП-ФД- СБИС — практически каждая фирма, выпускающая цифровые (аналоговые) СБИС и владеющая современной унифицированной КМОП-технологией.

Вместе с тем фото-ПЗС матрицы сохранили ряд важных преимуществ по сравнению с КМОП-ФД-СБИС:

высокие чувствительность и однородность. Почти вся площадь пиксела фото-ПЗС (до 90%) является фоточувствительной. К сожалению, в КМОП- ФД-СБИС собственно фотодиод занимает только 25-30% площади пиксела, а остальная площадь занята КМОП-транзисторами. Кроме того, в фото-ПЗС ниже плотность шума в единичной полосе, так как заряды всех пикселов про­ ходят через единственный малошумящий усилитель-повторитель на выходе. А в КМОП-ФД-СБИС фотозаряды проходят свой индивидуальный и длин­ ный путь: повторитель ячейки, усилитель столбца, последующие устройства аналого-цифровой обработки. Все эти узлы вносят свои шумы, а разброс их коэффициентов передачи приводит к неоднородности;

высокое пространственное разрешение. Оно определяется геометрически­ ми размерами пиксела. В современных фото-ПЗС удается достичь размеров порядка 3 х З-т-5 х 5 мкм2 А в КМОП-ФД-СБИС пиксел больше, порядка 5 х 5ч-9 х 9 мкм2, так как требуется разместить КМОП-транзисторы и шины столбцов и строк.

Каждая из рассматриваемых матриц находит свою нишу, своего потребите­ ля. Выпуск фото-ПЗС стабилизировался на очень высоком уровне — порядка 50 млн штук в год. Выпуск КМОП-ФД-СБИС в 2000 году составил порядка 10 млн штук и ежегодно почти удваивался, так что уже в 2003 году превысил объем выпуска фото-ПЗС.

1.4 СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ 57

Монография, учебник не успевают за прогрессом, стремительным развити­ ем фотоэлектроники. Пока книга готовится к печати, ряд приводимых в ней сведений о последних достижениях может устареть. Это относится и к вы­ шеописанным направлениям, и к КМОП-ФД-СБИС. Нами был отмечен недо­ статок этих приборов: фотоактивна только четверть-треть площади пиксела. Но уже предложен «двухэтажный» пиксел, где этот недостаток устранен. Схе­ матически подобный пиксел приведен на рис. 1.4.2. Здесь выбрана подложка дырочного типа проводимости. На поверхности (на первом «этаже») форми­ руется обычная структура с «-областью фотодиода и полевыми транзистора­ м и ^ рисунке показан один из них). Переходы мелкие, их типичная глубина 0,2ч-0,3 мкм. Ноу-хау пиксела заключается в наличии сильно легированной р+-области. Это карман глубиной порядка 0,5 4-1 мкм, в котором и оказались заключенными транзисторы. Слаболегированная р-подложка является вторым, «подвальным» этажом, в котором поглощается излучение: эффективная длина поглощения становится больше глубины залегания этого слоя (~0,5 мкм) при длинах волн А > 0,45 мкм. Если в обычном пикселе фотоэлектроны, генериро­ ванные под транзисторами, диффундировали к поверхности, где и рекомбини­ ровали, то в новой структуре поле р+-р -перехода отражает эти фотоэлектроны словно стенки. Фотоэлектроны переносятся (диффундируют) по р-подложке, как по руслу реки, и «всасываются» в воронку р -« +-перехода фотодиода —■ увлекаются электрическим полем этого перехода и создают фототок. Так уда­ ется «очувствить» всю площадь пиксела.

Почему электроны отталкиваются от р+-области? Потому что в р+-р- и р - «-переходах поле направлено в сторону той области, где дырок больше (на рис. 1.3.2 это показывалось на примере р -п -перехода). Электроны дрейфуют против поля, стало быть, выталкиваются из областей с большей концентрацией дырок (стремятся туда, где меньше «чужих» дырок и больше, как мы говорили, «своих» электронов).

Вообще говоря, переходы типа р+-р (или «+-«) применялись как отражаю­ щие стенки давно, в том числе и в ПЗС. Они располагаются по обеим сторонам канала (по сторонам цепочки зарядово-связанных МОП конденсаторов), пре­ пятствуют боковому растеканию неосновных носителей по поверхности, форми­ руя таким образом русло канала. Если р+-области в пикселе КМОП-ФД-СБИС являются «дном», то в канале ПЗС — его «берегами».

Из рис. 1.4.2 видно, что ФД расположен на краю пиксела. Поэтому ФД «засасывает» также часть фотоэлектронов, генерированных под соседним пик­ селом (на рис. 1.4.2 — это сосед справа). Так что «первый этаж» (электрони­ ка) оказывается несколько смещенным относительно своего «второго этажа» (р-области, поглощающей излучение и поставляющей фотоэлектроны для фо­ тодиода).

Также не нов двухэтажный принцип расположения электроники и фоточувствительных областей. Ведь в гибридных ИК-матрицах кремниевый кристалл с микросхемами является фактически одним этажом, а кристалл узкозонно­

дит интеграция, сращивание фотоприемников, фотоприемных устройств с элек­ троникой оптико-электронной аппаратуры. Так появляется новое направление интеллектуальных фоточувствительных СБИС.

Такова краткая история фотоэлектроники — от истоков и до настоящего времени. Последние из рассмотренных направлений особенно наглядно пока­ зывают, что фотоэлектроника сегодня остается в самом центре поступательного движения науки и техники. Так что история фотоэлектроники еще далека от завершения. И если читатель держит в руках эту книгу, значит, он продолжит эту историю. Пожелаем читателю вписать в нее свое имя, как это уже сдела­ ли многие отечественные ученные. Начиная с А. Г Столетова, они внесли и вносят существенный вклад в развитие практически всех направлений фото­ электроники. В советское и постсоветское время получили мировое признание работы В. Е. Лашкарева, Д. Н. Наследова, С. М. Рывкина, Б. Т. Коломийца,

Ж.И. Алферова, А. В. Ржанова, Л. Н. Курбатова и других.

1.5.Место и значение фотоэлектроники в современной жизни

Этот раздел можно рассматривать как естественное продолжение преды­ дущих «Страниц истории».

Очевидно, что технический прогресс обусловлен развитием всех отраслей и научных направлений, их взаимным влиянием и проникновением. Нам важ­ но проследить роль фотоэлектроники в этом прогрессе: как внедрение новых типов фоточувствительных приборов приводило к количественным и качествен­ ным изменениям параметров изделий, меняло их технический облик, позволяло создавать принципиально новую технику, не имеющую аналогов и зачастую ре­ волюционизирующую целые отрасли.

1.5.1. Фотокинотехника. Задача этой техники — фиксировать оптическое изображение, так что по самой своей природе эта техника призвана использо­ вать фотоприемники. Однако первое широкое применение фоточувствительных приборов в кинофототехнике было связано вовсе не с изображением, а со зву­ ком! «Великий немой» заговорил в 1929 году: тогда вышел на экраны первый звуковой фильм «Джазовый певец», что стало сенсацией для современников. И эта сенсация состоялась — как бы мы сегодня сказали — благодаря «оптронной паре», а точнее, паре фотоэлемент и лампа, которая считывала информацию со звуковой дорожки.

Естественно, фотоприемники не оставляют без внимания и изображения. Сначала они помогают определить экспозицию. Есть сведения, что в Австрии еще в 1935 году появилась любительская кинокамера Ecuning С-2 со встро­ енным экспонометром. Но широкое применение экспонометры находят после Второй мировой войны — сначала как отдельные приборы, потом они встраива­ ются в фотоаппараты, помогая вручную установить нужную экспозицию. Затем автоматизируется установка диафрагмы и выдержки, так что ручной остается

только операция наводки на резкость. Фирма Kodak провозглашает принцип «Вы нажимаете на кнопку, мы делаем остальное». В шестидесятых годах ис­ пытываются экспериментальные камеры с системой автофокусировки (на ли­ нейках кремниевых фотодиодов). На рубеже семидесятых-восьмидесятых го­ дов появились полностью автоматические фотоаппараты: компактная камера Konica-35AF (1977 год, сегодня такого рода камеры мы называем «мыльница­ ми») и зеркальный аппарат Pentax-ME-F (1981 г.). Одни фирмы провозглашают принципы, другие их реализуют.

Решающим вкладом фотоэлектроники в кинофототехнику стала замена фо­ топленки на твердотельные преобразователи изображения, стремительное раз­ витие которых, как отмечалось, начинается с 1970 года, года изобретения ПЗС. Сегодня любительские кинокамеры исчезли — их заменили видеокамеры на ос­ нове твердотельных преобразователей изображения. Первое поколение видео­ камер было аналоговым: возможность съемки как при ярком Солнце (105 лк), так и при низкой освещенности (специальные ПЗС способны «видеть» даже при 10_3 лк); возможность корректировки цвета; оперативность, простота и низкая стоимость технологического процесса — все это сделало видеокамеры привлекательными не только для любителей, но и для профессионалов. Отече­ ственное телевидение практически перешло на съемки видеокамерами.

Твердотельные преобразователи изображений состоят из отдельных фоточувствительных площадок — пикселов, поэтому они дискретизируют изображе­ ние по площади. Как видим, структура твердотельных преобразователей (фо­ томатриц) уже готова к передаче сигналов пространственного изображения в цифре. Современные высокие технологии позволяют вести наступление цифро­ вым видеокамерам на аналоговые, а цифровым фотоаппаратам — на пленочные.

Переход на цифровое теле- (и радио-) вещание обеспечивает минимум по­ терь в качестве передаваемого изображения и звука. Получение сигналов изоб­ ражения при съемке непосредственно в цифровой форме отвечает такому на­ правлению развития. Отбор кадров сразу при съемке, хранение информации и ее просмотр электронными средствами, компьютерная обработка, передача по интернету — все эти возможности предоставляет цифровая форма изображе­ ния.

Требуемое от твердотельных преобразователей для цифровых видеокамер число пикселов диктуется существующими стандартами на форматы изобра­ жения, согласованные с бытовыми телевизионными приемниками. Наиболее распространенные форматы 640 х 480 и 756 х 576. Перемножьте — и вы по­ лучите порядка (3-г4) 105 элементов разложения. На дисплеях ЭВМ воз­ можно воспроизвести значительно большие форматы, например 1024 х 768, 2048 х 1535 и соответственно получить ~(0,8ч-3,2) 106 пикселов. Реализо­ вана мечта 80-90-хгодов, фактически получено телевидение высокой четкости. И разработчики фотоматриц стремятся не отставать. В «народной» цифровой видеокамере используются ПЗС с 0,8 мегапикселами, а камеры более высокой