CN102623479B - 电荷积分多线性图像传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及时延和信号积分线性图像传感器(或TDI传感器)。根据本发明，像素包括覆盖半导体层(12)的一连串数个绝缘栅极G1i、G2i、G3i、G4i，一个像素的栅极通过栅极的狭窄的未覆盖的间隙彼此分离并与另一线的相邻像素的栅极分离，并且该所述一个像素的栅极包括由第一类型(p)的掺杂表面区域(16)覆盖的第二类型导电性的掺杂区域(14，n型)；表面区域保持在同一参考电势；相邻栅极之间的狭窄间隙的宽度使得：当栅极维持将电荷从一个像素转移到下一个像素所必需的交替的电势时，第二类型的区域的内部电势在狭窄间隙的整个宽度上被更改。
Description
技术领域
本发明涉及时延和信号积分线性图像传感器(或者代表“时延积分线性传感器”的TDI传感器)，其中，通过在场景移动到传感器之前时将相继地观察场景的同一线的数个光敏线拍摄的相继图像逐步相加来重建所观察的场景的点构成的线的图像。
背景技术
这些传感器用于例如扫描仪中。它们包括数条平行的光敏像素线构成的条(bar)；各条线的控制电路(曝光时间的控制以及随后的光生电荷的读取的控制)的先后顺序相对于场景和传感器之间的相对移动同步，以使得传感器的所有线相继看到所观察的场景的相同线。然后针对所观察的线的每一点，将每条线生成的信号逐点相加。
在恒定的曝光时间，传感器的灵敏度以线的数量N的比率提高，或者在恒定的灵敏度，曝光时间能够被N除。此数量N可以例如是用于工业控制应用的或者用于从太空进行地球观察的应用的16或者32，或甚至是用于医疗应用的60至100线(牙科、乳房X线照相术等)。
信噪比以传感器的线的数量N的平方根的比率提高。
此外，由各线的信号的相加所导致的平均，减小了同一条的像素的灵敏度不均匀性以及像素的暗电流的不均匀性。
在电荷转移图像传感器(CCD传感器)中，通过与场景和传感器的相对运动同步地从像素线清空在先像素线中生成和累积的电荷来简单地执行逐点信号的相加。能够读取最后的像素线，最后的像素线累积了N倍的由所观察的图像线所生成的电荷。
CCD图像传感器的应用具有使用高电源电压的缺点，并消耗相当大的功率；此技术是基于相邻和相互交叠的多晶硅栅极的使用；集成(integration)密度不是非常高。
图像传感器技术随后向具有晶体管的有源像素传感器发展，为简化，该具有晶体管的有源像素传感器以下称为CMOS传感器，因为它们通常使用COMS(互补金属氧化半导体)技术来制造；在这些COMS传感器中，没有至读取电路或者寄存器的线至线的电荷转移，但是存在具有晶体管的有源像素，其收集光生电荷并将它们直接转化为电压或者电流。因此，传感器的各线相继地供应表示由线接收的照明的电压或者电流。这些结构不使得执行这些电流或电压的无噪声累积变为可能；因此，生产一个时延积分传感器是困难的。但是制造技术简单，它不会消耗很多功率，并以低电压操作。
然而已经尝试了生产CMOS时延积分传感器。
特别地，已经尝试使用开关电容，在该电容中对相继接收到的电流进行积分，从而在同一电容上累积列中的数个像素的接收到的电荷(US6906749，WO0126382)。
也已经提出了将源自像素线的信号转化为数字值，来在线的行j的累积寄存器中累积对应于行j的像素的数字值，该行j的累积寄存器累积对应于N个相继线的同一行j的像素的数字值(专利FR290680)。
在专利FR290681中，提出将在先线的像素的输出电压施加至线的像素构成的光电二极管，以在隔离光电二极管并对归因于光的新电荷进行积分之前将在先像素的电荷复制到光电二极管中，使得在积分时间的尽头，光电二极管包括对应于在先线的电荷与新的积分电荷的和。然而，此操作引起了恶化信噪比的转移噪声。
例如在专利公开US2008/0217661中，已经提出了使用像素内部的电荷的累积的解决方案。它们使用比使用COMS技术来生产图像传感器所严格需要的技术更复杂的技术，否则它们在电荷转移期间有损耗。
最后，在本申请人较早的未公开申请中，已经提出了用交替的宽栅极和狭窄光电二极管组成像素，该狭窄光电二极管通过处于基底的电势的区域p++与该栅极分离，并在除与光电二极管相邻的非常狭窄的栅极指下方之外形成防止电荷转移的势垒。通过与栅极指接触的p++区域的影响，栅极指的狭窄仅在栅极处于低电势的时候产生势垒。当栅极处于高电势时，该势垒充分降低。从而确保了转移的方向性，但代价是更复杂的结构，且代价是电荷转移的瓶颈。
发明内容
使用比通常的CCD技术简单的技术生产时延积分线性传感器的尝试因此并没有让人完全满意，本发明的一个目的就是提出对这些问题的另一解决方案。
因此本发明的目的是提出一种更有利的技术方案，来生产根据电荷转移结构原理操作的传感器，但是使用与CMOS技术电路相兼容的技术，并且特别是在多晶硅中仅使用一个栅极层(gatelevel)的技术，而不是如常规CCD技术中的使用两层相互交叠的栅极的情况。
根据本发明，提出了一种以时延和电荷积分进行操作的电荷转移图像传感器，所述传感器包括：N个相邻的像素线，每个像素线有P个像素，用于通过由数个像素线相继观察同一图像线并累积由各个线中的给定排列的像素中的图像点所生成的电荷，所述像素形成在第一类型导电性的半导体层中，所述半导体层由对光透明的绝缘栅极覆盖；以及被设置用于向所述栅极施加交替的高和低电势，以容许存储电荷并且然后从一个栅极向下一个栅极定向转移所述电荷的构件，其特征在于：像素包括所述半导体层以上的一连串数个绝缘栅极，一个像素的所述栅极通过位于第二类型导电性的掺杂区域以上的狭窄未覆盖的间隙彼此分离并且与另一线的相邻像素的所述栅极分离，所述第二类型导电性的掺杂区域由所述第一类型的掺杂表面区域覆盖，所述表面区域保持在同一参考电势，相邻栅极之间的所述狭窄间隙的宽度使得当与所述间隙相邻的栅极接收交替的高和低电势时，所述第二类型的所述掺杂区域的内部电势在所述狭窄间隙的整个宽度中被更改。
其结果特别在于：当在狭窄间隙的任一边的两个栅极都处于比参考电势高或低的同一电势时，在狭窄间隙中的第二类型的区域的内部电势受栅极的电势的影响，并且不管达到参考电势的表面区域的存在，往往跟随该电势而分别向上或向下。
该参考电势优选地是第一类型的半导体层的公共电势。第一导电性类型的表面区域优选地均与毗连该半导体层的相同类型的深扩散部相邻。从而，能够以此方式，将位于栅极之间的狭窄间隙中的第一类型的表面区域均直接设定为该半导体层的参考电势。
因为栅极之间的狭窄间隙未由第二栅极层覆盖，所以该新结构仅使用一个栅极层；因此它能够使用非常简单并且与COMS技术兼容的技术来生产。它容许以大的自由度来选择用于位于栅极之间的半导体区域的掺杂水平。因为这些掺杂确定了在向栅极施加电压期间在半导体层中产生的势垒和势阱的电平，所以通过选择掺杂，本发明使得优化电荷的定向转移而无损耗成为可能。这点我们之后还会讲到。
所述像素优选地包括通过狭窄间隙分离的四个相邻的栅极，并且通过四个相位来控制，即，各像素中的同一行的所有的所述栅极接收取自所述四个相位的同一相位。这些相位彼此相继以渐进地在期望的转移方向上推动电荷。
本发明还适用于具有通过狭窄间隙分离的三个相邻的栅极并由三个相继相位控制的像素。
附图说明
在阅读参考附图作出的以下详细描述时，本发明的其它特征和优势将呈现，在附图中：
图1表示根据本发明的多线性光敏传感器的结构在垂直于线的方向的截面视图；
图2表示在栅极以宽间隙分隔开的情况下在积分和转移的各阶段中在具有势阱和势垒的半导体中产生的电势的图；
图3表示在表示列的方向上的半像素上的电荷的转移的四级转移期间，在根据本发明的传感器的情况下，在半导体中产生的电势的图；
图4表示从第二步到第三步的转变的细节。
具体实施方式
图1的截面视图表示了像素Pi，像素Pi在相同像素列中在一侧与位于上游的像素Pi-1相邻，而在另一侧与位于下游的像素Pi+1相邻。这些像素形成图像传感器条的部分，该图像传感器条包括N个相邻的像素线，每条像素线有P个像素，该条设计为以TDI模式操作。在图像在垂直于线的方向的方向上相对于条同步移动期间，每一行i(i＝1到N)线相继读取同一图像线；在各线中由同一行j(j＝0到P)的像素收集的电荷对应于同一图像点的观察结果并且被累积以获得比在单一线看到图像时大的信号(对于给定的每个像素线的曝光时间)；通过对同一图像点的多次读取，改善了信噪比。
与所示列的相邻的列通过防止电荷从一列的像素移动到另一列的像素的绝缘区域彼此分离，由于视图是在列方向的截面中的事实，所以与所示列相邻的列不可见。这些绝缘区域可以是重掺杂半导体(semiconducting)区域，该重掺杂半导体区域达到在这些像素之间产生自然势垒的参考电势。
这些像素形成在半导体基底10中，半导体基底10的上部是轻掺杂外延半导体层12。在此范例中，基底是重掺杂p++型，并且外延层是p型(第一导电性类型)。如果外延层是n型，则需要颠倒现在将限定的所有导电类型，以及施加到光电二极管和栅极的电势的符号。基底10原则上与外延层12的导电性类型相同，但是同样能够是相反类型。
在列方向上，像素Pi包括一系列的数个栅极，在此范例中是4个相邻的栅极G1i到G4i，它们与外延层绝缘，并且通过未由栅极覆盖的狭窄间隙彼此分离。间隙优选地均具有相同宽度。行i的像素的最后一个栅极G4i通过狭窄间隙与下一个像素Pi+1的第一栅极G1i+1分离，该狭窄间隙优选地与其它狭窄间隙相同。
当栅极是由单层沉积层制造时，狭窄间隙的宽度在用于在工业生产中限定栅极的技术所容许的极限或者几乎在该极限。沉积来形成栅极的层优选地由多晶硅制造。该层位于优选由氧化硅制造的薄绝缘层上。对于所谓的0.18微米技术，狭窄间隔的宽度的幅度的典型量级是0.25微米，0.18微米技术容许限定0.18微米宽的线的极限。
在狭窄间隙中，形成n型(第二类型导电性，第一类型是外延层12的导电性)区域14。在每个这样形成在两个相邻栅极之间的n型区域14的顶部，形成第一类型导电性的没有区域14深的相应(p+，比外延层掺杂重)的表面区域16。
因此，像素的绝缘栅极通过由p型表面扩散区域16覆盖的n型狭窄区域14彼此分离。n型区域14是浮置的，也就是说，它们未连接至对其施加强制电势的电导体。p型区域16均达到同一参考电势，并且该电势优选是基底10的电势，当外延层12与基底的类型相同时，该电势也通常是外延层12的电势。将要考虑的是这个电势是零参考电势。为了使区域p达到零电势，实际上，规定这些区域16与p型的重掺杂扩散部相邻，而该重掺杂扩散部毗连外延层并调整为其零电势。在图1中不可见的这些扩散部可以是用来使像素列彼此绝缘的扩散部。
区域14中的电势的深度分布，首先取决于区域14的掺杂和深度以及外延层的掺杂。此外，如果电荷存储在这些区域中，则电势取决于存储的电荷量。
如果区域14是宽的，也就是说，如果它们的中心部分不维持施加至相邻栅极的电势的影响，则区域14中的电势分布作为深度的函数将自然地对于某个深度(在区域n和外延层p之间的结附近)出现最小值。此最小值具有将称之为内建电势Vbi的值；此值Vbi取决于掺杂区域掺杂的值并取决于深度。典型地，作为范例，对于常规地用于光电二极管的掺杂，包括覆盖有保持在零参考电势的表面区域p的区域n的光电二极管的内建电势可以是大约1.5伏特。将覆盖有表面扩散部p16的区域n14构建为光电二极管，并且这就是为什么这里对光电二极管参考内建电势是可能的。
然而，在根据本发明的传感器中，栅极之间的间隙如此的狭窄，使得区域n的电势极大地受相邻栅极的存在的影响；因此这与常规光电二极管的操作不同，在常规光电二极管中，因为表面区域保持在参考电位，所以假定没有电荷的区域n中的电势将保持固定；在根据本发明的传感器中，因为间隙狭窄，所以相邻栅极的影响在间隙的整个宽度下延伸。
穿过栅极执行光子对像素的照明。栅极对可见波长范围中的光是透明的(对蓝色稍微不透明但对红色非常透明)。因此像素是光mos(photomos)类型。在更小的程度上(因为栅极之间的间隔比栅极狭窄得多)，也存在对区域n14的直接照明，尽管该照明对总的电荷产量贡献不大。区域n14因此有点像钉扎光电二极管那样运作(“钉扎”是指这些区域的表面电势是固定的)。PH1i、PH2i、PH3i、PH4i是行i的像素的相邻栅极之间的狭窄间隙；在图1中，应当理解PH4i－1是像素Pi－1的最后一个栅极和像素Pi的第一个栅极之间的间隙。
对在栅极下方和在栅极之间的外延层12的照明生成电荷，并且在积分时段期间，这些电荷在形成在栅极下方的势阱中累积。在下文中，将以此方式收集的电荷视为电子。为了在栅极下方产生势阱，将对这些栅极施加相对于外延层电势而言的正电势；为了在栅极下方产生势垒，将对栅极施加相对于外延层参考电势而言的零电势。
为了更好地理解根据本发明的传感器如何操作，将会首先示出，如果区域14的宽度更大，也就是说使得栅极电势在区域14的整个宽度上不影响区域14的电势，则在各积分和转移阶段期间在半导体层12中的电势图会是什么。
图2示出了此状况，并且假设像素是具有以分别施加于所有线的栅极G1、G2、G3、G4的四个控制相位(phase)Φ1、Φ2、Φ3、Φ4操作的四个栅极的像素。这些相位使得栅极交替地处于0电势和Vdd电势，其在栅极下方建立交替地为VL和VH的电势(在栅极下方没有累积的电荷的情况下)。当累积的电荷是电子时，根据通常的表示方式，朝向图的底部，电势增大。
假设已经选择掺杂n和p，使得区域14的内建电势Vbi大约位于VL和VH之间的间隙的中间。
在第一步期间(图中的线A；Φ1和Φ4处于0，Φ2和Φ3处于Vdd)，使栅极G1和G4达到低电势，并且使栅极G2和G3达到高电势。在栅极G2和G3下方产生势阱。在栅极G1和G4下方产生势垒。此外，势垒处于分离G2和G3的区域PH2中，并且在位于栅极G1和在栅极G1之前的栅极G4之间的区域14中产生(冗余的)势阱。在栅极G2和G3下方以及在区域PH1、PH2和PH3下方光生的电荷在栅极G2和G3下方的阱中累积。在栅极G1和G4下方生成的电荷在上游(向左)和下游(向右)共享，并且被增加到讨论中的像素的栅极G2和G3下方直接生成的电荷或者上游和下游像素的电荷。但是明显的是，电荷已俘获在位于栅极G1的上游的区域PH4下方存在的势阱中，以及俘获在位于栅极G4的下游的区域PH4下方存在的势阱中。由于处于零电势的表面区域16强加了比区域PH4中的VL高的等于Vbi的电势，所以事实上产生了这些阱。
在第二步中(图中的线B；Φ1处于0，Φ2和Φ3处于Vdd，只有第四相位Φ4改变状态为Vdd)。因此，只有栅极G4改变至高电平。势阱现在存在于G2、G3、G4下方，并且势垒处于区域PH2和PH3中。在栅极G2和G3下方以及区域PH1到PH4下方的光生的电荷在栅极G2、G3和G4下方累积。在像素P的区域PH4下方俘获的电荷向位于上游的栅极G4溢出。
在第三步中(图中的线C；Φ1处于0，只有第二相位Φ2变为0，Φ3、Φ4处于Vdd)；栅极G2改变回低电平。其将其正存储的电荷推开至处于低电平的栅极G3下方的势阱。但是这些电荷的部分俘获于随后在栅极G1和G2之间的区域PH1中产生的深度为Vbi的势阱中。
在第四步中(图中的线D；Φ1变为Vdd，Φ2处于0，Φ3、Φ4处于Vdd)，只有栅极G1改变为高电平。在此转变中，俘获在区域PH1中的电荷在上游方向溢出，然而期望的是先前存储在栅极G2和G3下方的所有电荷在下游方向的定向转移。
因此，在步骤A和C中俘获小部分(fraction)存储的电荷，并且在步骤B和D中将该小部分存储的电荷发送回上游。
在未示出的第五步中，栅极G3回到低电平。因为累积的电荷现在位于栅极G4的下方和下游下一个像素的栅极G1的下方，所以累积的电荷相对于线A的配置前进了半个像素。通过现在使G3和G4(即Φ3和Φ4)扮演先前由G1和G2(Φ1和Φ2)扮演的角色并且因而使G1和G2扮演先前由G3和G4扮演的角色，从步骤一到四推导出未示出的步骤五到八：
－相位Φ3减小至0，
－然后，相位Φ2升高至Vdd，
－然后，相位Φ4减小至0，
－并且最后，相位Φ1根据线A的配置减至0。
于是进行了完整的循环，并且电荷前进了一个完整的像素并处在下一像素的栅极G2和G3下方。
对于TDI类型的操作，该前进与传感器前方的图像的移动同步发生的，使得存储在下游像素Pi+1的栅极下方的电荷是由对该像素的照明所累积的电荷以及由当先前行的像素察看到相同图像点的时刻该先前行的像素所累积的电荷的总和。
因此，能够看到：在电荷前进的每个循环中，由于处于分离同时处于低电势的两个栅极的区域PH下方的深度为Vbi的势阱，电荷被发送回。
图3现在表示在根据本发明的传感器的情况下所发生的事情。将只描述如图2中的对应于前进半个像素的首先四个步骤，这些步骤后面跟随另外四个相同的步骤，使得电荷前进一个完整的像素。将会看到势阱仍然处于分离同时达到(bringto)低电势的两个栅极的区域PH下方。但是，一方面，它非常狭窄并且非常浅，并且另一方面，将示出的是，因为实际上该势阱保持电荷为空并且从而在第二步或第四步时它不向上游发送电荷，所以出乎意料地该势阱不是问题。
由于处于0伏或Vdd的栅极电势的强烈影响，如果Vbi是光电二极管区域PH1到PH4的直接由所使用的掺杂水平导致的内建电势，则存在于这些区域中的真实电势在这些区域的整个宽度上极大地不同于电平Vbi。因此，图3将不示出图2中的区域PH的固定电势的电平。
从而，如果与同一区域14相邻的两个栅极处于0伏，则区域14的电势变为显著低于Vbi的VbiL。如果两个栅极处于Vdd，则区域14的电势变为显著高于Vbi的VbiH。如果一个栅极处于Vdd，而另一个栅极处于0，则区域14中的电势从存在于第一栅极下方的电势VH到存在于另一栅极下方的电势VL连续变化而没有稳态。
由于这些区域狭窄，在分离栅极的区域14的整个宽度上都能感知栅极的电势对区域14的影响。现在，这里给出了一种配置，在该配置中在某种程度上，区域14中有两个非常不同的内建电势VbiL和VbiH，该内建电势取决于与区域14相邻的两个栅极是都处于低电势还是都处于高电势。
由此，在处于低电势的两个栅极之间产生浅势阱；类似地，在处于高电势的两个栅极之间产生低势垒。
施加于这些栅极的相位与图2中的完全相同，并且用于从上游到下游转移半个像素的彼此相继的四个步骤的顺序是：
－图中的线A；Φ1、Φ4为0，Φ2、Φ3为Vdd，
－图中的线B；Φ4变为Vdd，
－图中的线C；Φ2变为0，
－图中的线D；Φ1变为Vdd。
然后为了在接下来的四个阶段完成另一半个像素的转移，使G1和G2扮演先前由G3和G4扮演的角色，反之亦然。
由于深度为VbiL的势阱狭窄且浅，所以在步骤A和C中在区域14中俘获的电荷是少量的。
但是此外，如果我们仔细观察从步骤B到步骤C(以及从步骤D到随后的步骤A)的转变期间发生了什么，能够看到实际上在这些浅势阱中没有俘获电荷，并且从而在接下来的步骤中没有电荷发送回上游。
具体地，由于栅极对区域14中的电势的强烈影响，发生以下事件，例如在从步骤B到步骤C的转变的情况下：当G2的电势下降以将存在于栅极G2下方的电荷驱逐至栅极G3时，区域PH1的由于已经处于低电势的栅极G1的存在而向下移动的电势通过栅极的影响同时下降。其结果是，在区域PH1中适当地形成势阱之前，步骤C中由栅极G2向栅极G3驱赶的电荷有时间完全向栅极G3溢出。因为这些电荷已经有时间向栅极G3下方溢出，所以当该阱在栅极G2的电势的下降的末端真正形成的时候，它不再收集先前在栅极G2下方累积的电荷的任何小部分。
为了更容易理解从步骤B和C之间的转变的此过程，图4在四个相继的图像中示出了在步骤B和C之间的转变期间，即栅极G2的电势从Vdd下降到0期间，电势的分布的细分(breakdown)。
线B是起始步骤，与图3的线B相同。
在线BC1中，栅极G2下方的电势开始下降，并且存储在该栅极下方的电荷开始越过区域PH2的低势垒向栅极G3下方溢出。
在线BC2中，电势继续下降；电荷结束向G3下方溢出。
在线BC3中，电势几乎达到它的低电平VL，并且开始在区域PH1下方形成势阱，但是在栅极G2下方不再有任何电荷，并且因此区域PH1中没有俘获电荷。
因此，当在给定时刻，栅极G2下方的电势低于位于栅极G2的下游的区域PH2下方所产生的电势，同时栅极G2下方的电势保持高于位于上游的区域PH1下方的电势时，电荷能够完全向栅极G3溢出。这在图2中所示的结构中(栅极之间的宽间隙)是不可能的，因为由于区域PH2中的电势与区域PH1中的电势是相同的，栅极G2下方的电势不可能同时低于区域PH2中的电势且高于区域PH1中的电势。
对从步骤B到步骤C的转变期间，栅极G2下方以及区域PH1(上游)和区域PH2(下游)中的电势的模拟示出了，其是一旦栅极G2充分影响栅极之间的以将栅极彼此分开的间隙中的电势，就对栅极G2的电势下降的转变阶段进行观察时，遍及栅极，电势VbiL和电势VbiH，之间的整个间隙发生的事情。区域14的掺杂将选择为既不太低(能够在下游侧保持势垒)，也不太高的(在上游将会太快产生势阱)。
已经描述的装置包括用于每个像素的四个栅极；每个栅极由四个相位中的一个相应相位控制；电荷存储在两个相邻的栅极下方，并且需要八个步骤来将电荷从一个像素转移到下一个像素。
本发明也能够用于具有由三个相位控制的三个相邻的栅极的像素；电荷存储在一个栅极下方，并且需要六个步骤将电荷从一个像素转移到下一个像素。相继的步骤是：
－Φ2处于Vdd，Φ1和Φ3处于0，在第二栅极下方存储电荷；
－Φ3变为Vdd，电荷在G2和G3下方散布；
－Φ2变为0，电荷集中在G3下方；它们已经从栅极G2前进到栅极G3；
－Φ1变为Vdd，电荷在G3和下一像素的栅极G1之间扩散；
－Φ3变为0，电荷集中在下一像素的栅极G1下方；
等等，通过相位的循环变更，电荷在两个步骤中前进一个栅极，并且在六个步骤中前进一个完整的像素。
最后，当沿着像素的列转移电荷后，电荷从最后一个像素向电荷读取电路溢出。读取电路优选地包括：类似于区域N14但未覆盖有表面区域P+的N型的浮置扩散部；读取晶体管；由达到(broughtto)正参考电势的漏极N+构成的复位晶体管；以及将浮置扩散部与漏极分离的绝缘转移栅极。浮置扩散部电连接到读取晶体管的栅极。
在行线N中的最后的电荷积分步骤之后，包含在像素PN的第二光电二极管中的电荷通过最后的栅极溢出到读取电路的浮置扩散部中，最后的栅极可以由电势Φ1控制，就好像在像素PN之后有第N+1个像素一样。在对转移栅极的复位命令使复位晶体管导通之后，执行溢出。读取晶体管安装为电压跟踪器以将其栅极的电势转移到其源极，其栅极的电势表示复位后溢出到浮置扩散部中的电荷量。
Claims (5)
1.一种以时延和电荷积分进行操作的电荷转移图像传感器，所述传感器包括：N个相邻的像素线，每个像素线有P个像素，用于通过由数个像素线相继观察同一图像线并累积由各个线中的给定排列的像素中的图像点所生成的电荷，所述像素形成在第一类型导电性的半导体层中，所述第一类型导电性的半导体层由对光透明的绝缘栅极覆盖；以及被设置用于向所述栅极施加交替的电势，以容许存储电荷并且然后从一个栅极向下一个栅极定向转移所述电荷的构件，其特征在于：像素包括所述半导体层以上的一连串数个绝缘栅极，一个像素的所述栅极通过位于第二类型导电性的掺杂区域以上且未被栅极覆盖的狭窄间隙彼此分离并且与另一线的相邻像素的所述栅极分离，所述第二类型导电性的掺杂区域由所述第一类型的掺杂表面区域覆盖，所述表面区域保持在同一参考电势，相邻栅极之间的所述狭窄间隙的宽度使得当与所述间隙相邻的栅极接收交替的高和低电势时，所述第二类型的所述掺杂区域的内部电势在所述狭窄间隙的整个宽度中被更改。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于：所述参考电势是所述第一类型的所述半导体层的公共电势。
3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于：所述第一类型导电性的所述表面区域均与毗连所述半导体层的相同类型的深扩散部相邻。
4.根据权利要求1-3中的一项所述的图像传感器，其特征在于：所述像素包括通过狭窄间隙分离的四个相邻的栅极，并且其特征在于：通过四个相位来控制所述像素，即，各像素中的同一行的所有的所述栅极接收取自所述四个相位的同一相位。
5.根据权利要求1-3中的一项所述的图像传感器，其特征在于：所述像素包括通过狭窄间隙分离的三个相邻的栅极，并且其特征在于：通过三个相位来控制所述像素，即，各像素中的同一行的所有的所述栅极接收取自所述三个相位的同一相位。
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