DE102012109548A1 - elite gate - Google Patents

elite gate

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DE102012109548A1
DE102012109548A1 DE201210109548 DE102012109548A DE102012109548A1 DE 102012109548 A1 DE102012109548 A1 DE 102012109548A1 DE 201210109548 DE201210109548 DE 201210109548 DE 102012109548 A DE102012109548 A DE 102012109548A DE 102012109548 A1 DE102012109548 A1 DE 102012109548A1
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8th
readout
semiconductor device
gates
gate
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DE201210109548
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Holger Kraft
Tobias Möller
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement (1, 1') mit einem photoleitfähigen Halbleitersubstrat (2) und mindestens zwei Modulationsgates (3, 3', 4, 4', 5, 5'), wobei die Modulationsgates (3, 3', 4, 4', 5, 5') eine Länge (L MG ) aufweisen und in Längsrichtung parallel nebeneinander auf dem Substrat (2) angeordnet sind und wobei die Modulationsgates (3, 3', 4, 4', 5, 5') ausgestaltet sind zum Erzeugen und Variieren einer Potentialdifferenz (U mod ) innerhalb des Substrats (2) zumindest zwischen Substratabschnitten, auf denen die Modulationsgates (3, 3', 4, 4', 5, 5') angeordnet sind, wobei das Halbleiterbauelement (1, 1') so ausgestaltet ist, dass einfallende elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise in einen Substratabschnitt zwischen und unterhalb der Modulationsgates (3, 3', 4, 4', 5, 5') gelangen und dort Ladungsträger erzeugen kann, wobei das Halbleiterbauelement (1, 1') mindestens zwei Auslesegates (6, 6', 7, 7') aufweist, wobei die Auslesegates (6, 6', The present invention relates to a semiconductor device (1, 1 ') having a photoconductive semiconductor substrate (2) and at least two modulation gates (3, 3', 4, 4 ', 5, 5'), wherein the modulation gates (3, 3 ', 4 , 4 ', 5, 5') has a length (L MG), and next to each other (parallel to the substrate in the longitudinal direction 2) are arranged and wherein the modulation gates (3, 3 ', 4, 4', 5, 5 ') adapted are for generating and varying a potential difference (U mod) within the substrate (2) at least between the substrate portions are arranged on which the modulation gates (3, 3 ', 4, 4', 5, 5 '), wherein the semiconductor device (1, 1 ') is designed such that incident electromagnetic radiation at least partially in a substrate portion between and below the modulation gates (3, 3' arrive, 4, 4 ', 5, 5') and is able to generate charge carriers, wherein the semiconductor device (1, 1 ') at least two selection gates (6, 6', 7, 7 '), said read-out gate (6, 6', 7, 7') eine Länge (L AG ) aufweisen, die größer ist als ihre Breite (B AG ), und in Längsrichtung parallel zu den Modulationsgates (3, 3', 4, 4', 5, 5'), die zwischen den Auslesegates (6, 6', 7, 7') angeordnet sind, in einem Abstand (∆ AG ) voneinander auf dem Substrat (2) angeordnet sind, wobei der Abstand (∆ AG ) der Auslesegates voneinander die Kanallänge des Halbleiterbauelements bildet, und wobei die Auslesegates (6, 6', 7, 7') zum Ansammeln von Ladungsträgern in dem Substrat (2) unterhalb der Auslesegates (6, 6', 7, 7') und zum Leiten der angesammelten Ladungsträgern in Längsrichtung der Auslesegates (6, 6', 7, 7') eingerichtet sind. 7, 7 ') L AG) have a length (which is greater than its width (B AG), and longitudinally to the modulation gates (parallel 3, 3', 4, 4 ', 5, 5') arranged between the read-out gate (6, 6 ', 7, 7') are arranged at a distance (Δ AG) from each other on the substrate (2), wherein the distance (Δ AG) forms the read-out gates from each other, the channel length of the semiconductor component, and wherein the read-out gate (6, 6 ', 7, 7') to accumulate charge carriers in the substrate (2) below the read-out gate (6, 6 ', 7, 7') and (6 for directing the accumulated charge carriers in the longitudinal direction of the readout gate , 6 ', 7, 7') are arranged. Um ein Halbleiterbauelement mit verbesserter Sensitivität und insbesondere einer erhöhten Ladungsträgerkonversionseffizienz bereitzustellen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Halbleiterbauelement (1, 1') für jedes Auslesegate (6, 6', 7, 7') mindestens einen Ausleseknoten (8, 8', 9, 9') aufweist, wobei der Ausleseknoten (8, 8', 9, 9') an das Auslesegate (6, 6', 7, 7') angrenzend angeordnet und zum Auslesen der unterhalb des Auslesegates (6, 6', 7, 7') in dem Substrat (2) angesammelten Ladungsträger eingerichtet ist und wobei der minimale Abstand (∆ min ) zwischen mindestens einem Punkt auf dem Auslesegate (6, 6', 7, 7') und dem diesem Punkt nächstliegenden Ausleseknoten (8, 8', 9, 9') größer als die halbe Kanallänge (∆ AG ) ist. To provide a semiconductor device with improved sensitivity and in particular an increased charge conversion efficiency, the invention proposes that the semiconductor component (1, 1 ') for each read-out gate (6, 6', 7, 7 ') at least one readout node (8, 8', 9 , 9 '), wherein the read-out node (8, 8', 9, 9 ') to the read-out gate (6, 6', 7 'disposed) adjacent to and for reading out (under the selection gate 6, 6' 7, 7 , 7 ') accumulated in the substrate (2) carrier is set up and wherein the minimum distance (Δ min) between at least one point on the read-out gate (6, 6', 7, 7 ') and this point nearest read-out node (8, 8 ', 9, 9') is greater than half the channel length (Δ AG) is.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betriff ein Halbleiterbauelement mit einem photoleitfähigen Halbleitersubstrat und mindestens zwei Modulationsgates, wobei die Modulationsgates eine Länge aufweisen und in Längsrichtung parallel nebeneinander auf dem Substrat angeordnet sind und wobei die Modulationsgates ausgestaltet sind zum Erzeugen und Variieren einer Potentialdifferenz innerhalb des Substrats zumindest zwischen Substratabschnitten, auf denen die Modulationsgates angeordnet sind, wobei das Halbleiterbauelement so ausgestaltet ist, dass einfallende elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise in einen Substratabschnitt zwischen und unterhalb der Modulationsgates gelangen und dort Ladungsträger erzeugen kann, wobei das Halbleiterbauelement mindestens zwei Auslesegates aufweist, wobei die Auslesegates eine Länge aufweisen, die größer ist als ihre Breite, und in Längsrichtung parallel zu den Modulationsgates, die zwischen den Auslesegates angeordnet sind, in einem Abstand voneinand The present invention betriff a semiconductor device with a photo-conductive-type semiconductor substrate and at least two modulation gates, wherein the modulation gates have a length and are arranged in the longitudinal direction parallel to each other on the substrate, and wherein the modulation gates are configured for generating and varying a potential difference within the substrate, at least between the substrate portions, on which the modulation gates are arranged, wherein the semiconductor device is configured such that incident electromagnetic radiation at least partially reach a substrate section between and below the modulation gates and is able to generate charge carriers, wherein the semiconductor component comprises at least two selection gates, the selection gates have a length is greater than its width, and in the longitudinal direction parallel to the modulation gates, which are arranged between the read-out gates, at a distance voneinand er auf dem Substrat angeordnet sind, wobei der Abstand die Kanallänge des Halbleiterbauelements bildet, und wobei die Auslesegates zum Ansammeln von Ladungsträgern in dem Substrat unterhalb der Auslesegates und zum Leiten der angesammelten Ladungsträgern in Längsrichtung der Auslesegates eingerichtet sind. he disposed on the substrate, wherein the distance is the channel length of the semiconductor device, and wherein the read-out gates are adapted to accumulate charge carriers in the substrate below the readout gates and for directing the accumulated charge carriers in the longitudinal direction of the readout gate.
  • Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch einen Detektor zur Entfernungsmessung sowie einen Sensor zur dreidimensionalen Bilderfassung. Also, the present invention also relates to a detector for distance measurement and a sensor for three-dimensional imaging.
  • Derartige Halbleiterbauelemente mit einem photoleitfähigen Halbleitersubstrat sowie mindestens zwei Modulationsgates finden insbesondere Anwendung bei der Entfernungsmessung mittels Laufzeitmessung von elektromagnetischen Signalen. Such semiconductor devices having a photoconductive semiconductor substrate and at least two modulation gates are used in particular in the distance measurement by means of transit-time measurement of electromagnetic signals. Hierbei wird aus der gemessenen Laufzeit eines elektromagnetischen Signals mit bekannter Ausbreitungsgeschwindigkeit, dh im Allgemeinen Lichtgeschwindigkeit, die von diesem Signal zurückgelegte Wegstrecke und mithin die Entfernung eines die Strahlung reflektierenden Objekts bestimmt. Here, it is generally determined that the speed of light, the distance traveled by this signal path, and therefore the distance of a reflecting object, the radiation from the measured transit time of an electromagnetic signal with known propagation speed. Zu diesem Zweck der Entfernungsmessung kommen derartige Halbleiterbauelemente insbesondere in entsprechenden Detektoren zum Einsatz. For this purpose, the distance measurement such semiconductor devices are used particularly in corresponding detectors are used. Für eine dreidimensionale Erfassung einzelner Objekte oder ganzer Umgebungsbereiche werden Sensoren zur dreidimensionalen Bilderfassung verwendet, die solche Detektoren zur Entfernungsmessung aufweisen. For a three-dimensional detection of individual objects or entire surrounding regions for three-dimensional imaging sensors are used which have such detectors for distance measurement.
  • Aus der From the DE 10 2004 016 624 A1 DE 10 2004 016 624 A1 ist ein Halbleiterbauelement zur Entfernungsmessung bekannt mit einer photoleitfähigen Schicht, mindestens zwei Modulationsgates sowie mindestens zwei mit der photoleitfähigen Schicht verbundenen Ausleseelektroden, wobei die Ausleseelektroden jeweils mindestens zwei im Abstand nebeneinander angeordnete diskrete Elektrodenabschnitte aufweisen. is a semiconductor device for distance measurement known having a photoconductive layer, at least two modulation gates and at least two associated with the photoconductive layer readout electrodes in each case the readout electrodes have at least two side by side spaced discrete electrode sections. Zur Verringerung des Übersprechens zwischen den Modulationsgates und den Ausleseelektroden sind zudem mindestens zwei Gates vorgesehen, welche die Ausleseelektroden umgeben. To reduce the crosstalk between the modulation gates and at least two readout electrodes gates are provided in addition, which surround the readout electrodes.
  • Die Laufzeiterfassung eines elektromagnetischen Signals und damit eine Entfernungsmessung erfolgt mittels Erfassens von Amplitude und Phase des elektromagnetischen Signals. The propagation time detecting an electromagnetic signal and a distance measurement is made by detecting the amplitude and phase of the electromagnetic signal. Ein solches allgemeines Verfahren zum Erfassens von Amplitude und Phase des elektromagnetischen Signals ist aus dem Stand der Technik, zum Beispiel aus der Such a general method for detecting the amplitude and phase of the electromagnetic signal is from the prior art, for example from DE 198 21 974 A1 DE 198 21 974 A1 , bekannt. , known. Hierbei wird die Umgebung mittels eines Emitters an einer bekannten Position mit intensitätsmodulierter elektromagnetischer Strahlung beaufschlagt und die von einem Objekt in der bestrahlten Umgebung reflektierte Strahlung mit einem Detektor erfasst. Here, the environment is pressurized by means of an emitter at a known position with intensity-modulated electromagnetic radiation and detects the radiation reflected by an object in the environment irradiated by a detector. Hierzu wird ein Photomischdetektor verwendet, der beispielweise ein Halbleiterbauelement entsprechend der For this, a photonic mixer device is used, the example of a semiconductor device according to DE 10 2004 016 624 A1 DE 10 2004 016 624 A1 aufweist. having. Innerhalb der photoleitfähigen Schicht werden von den einfallenden Photonen der intensitätsmodulierten reflektierten elektromagnetischen Strahlung Ladungsträger erzeugt. Within the photoconductive layer, charge carriers are generated by the incident photons of the reflected intensity-modulated electromagnetic radiation. Mittels Ausleseelektroden wird ein zu der Anzahl der erzeugten Ladungsträger und somit zur Anzahl der einfallenden Photonen proportionales Strom- oder Spannungssignal ausgelesen. By means of the readout electrodes is read in to the number of carriers generated and hence the number of incident photons is proportional to current or voltage signal. Im Allgemeinen wird die intensitätsmodulierte reflektierte elektromagnetische Strahlung von unkorrelierter Umgebungsstrahlung überlagert. In general, the intensity-modulated electromagnetic radiation reflected from uncorrelated ambient radiation is superimposed. Um gezielt die Amplitude und Phase einer intensitätsmodulierten elektromagnetischen Welle auswerten zu können, werden die Modulationsgates mit einer modulierten Spannung vorgespannt. In order to selectively analyze the amplitude and phase of a intensity-modulated electromagnetic wave, the modulation gates are biased with a modulated voltage. Diese an die Modulationsgates angelegte Spannung erzeugt eine korrespondierende Potentialdifferenz innerhalb des photoleitfähigen Halbleitersubstrats und treibt die erzeugten Ladungsträger das Potentialgefälle hinab in Richtung des Substratabschnitts unterhalb des Modulationsgates mit niedrigerem Potential. This applied to the modulation gates voltage generates a corresponding potential difference within the photoconductive semiconductor substrate and drives the charge carriers generated the potential gradient down toward the substrate portion below the modulation gates of lower potential. Diese verschobenen Ladungsträger werden über die nächstliegende Ausleseelektrode ausgelesen. These shifted carriers are read out via the read-out nearest electrode.
  • Entscheidend für die Erfassung von Amplitude und Phase der intensitätsmodulierten Strahlung ist es, dass das an die Modulationsgates angelegte modulierte Spannungssignal als Referenzsignal phasenstarr mit der Intensitätsmodulation korreliert ist, die zuvor der zu detektierenden elektromagnetischen Strahlung aufgeprägt worden ist. Decisive for the detection of amplitude and phase of the intensity modulated radiation is that the voltage applied to the modulation gates modulated voltage signal is correlated as the reference signal phase locked to the intensity modulation, which has been previously imprinted to be detected electromagnetic radiation. Im Allgemeinen werden gleiche Frequenzen für das Spannungsmodulationssignal und das Intensitätsmodulationssignal gewählt, um die Auswertung zu vereinfachen. In general, the same frequencies for the voltage modulation signal and the intensity modulation signal are chosen to simplify the evaluation. Dabei kann das Modulationssignal im Allgemeinen jede periodische, insbesondere beispielsweise eine sinus-förmige, oder quasi periodische Struktur aufweisen. Here, the modulation signal generally can be of any periodic, in particular, for example, a sine-shaped or quasi-periodic structure. Um ein maximales Potentialgefälle zwischen den beiden Modulationsgates hervorzurufen, weisen die Modulationssignale, mit denen die Modulationsgates beaufschlagt werden, vorzugsweise eine Phasenverschiebung von 180° zueinander auf. To cause a maximum potential gradient between the two modulation gates, have the modulation signals with which the modulation gates are applied, preferably a phase shift of 180 ° to one another. Somit wird über die Ausleseelektroden ein Spannungs- oder Stromsignal gemessen, das eine Funktion aus dem Produkt von erzeugter Ladungsträgeranzahl und Modulationsspannung ist. Thus, a voltage or current signal is measured via the sense electrodes which is a function of the product of charge carriers generated number and the modulation voltage. Mittels Differenzbildung zwischen den an den unterschiedlichen Ausleseelektroden gemessenen Signalen mittelt sich die unkorrelierte Hintergrundstrahlung statistisch heraus und das resultierende Differenzsignal ist im Wesentlichen sowohl zur Intensität der einfallenden intensitätsmodulierten elektromagnetischen Strahlung proportional als auch zu deren Phasenverschiebung relativ zur Modulationsspannung. By forming the difference between the measured at different readout electrode signals averages the uncorrelated background radiation statistically out and the resulting difference signal is substantially proportional to both the intensity of the incident intensity-modulated electromagnetic radiation as well as to their phase shift relative to the modulation voltage. Bei bekannter Phasendifferenz zwischen Spannungsmodulationssignal und Intensitätsmodulationssignal kann die Phasenverschiebung ermittelt werden, die auf der von dem reflektierten Signal zurückgelegte Wegstrecke und der damit verbunden Laufzeit basiert. With a known phase difference between the voltage modulation signal and intensity modulation signal, the phase shift can be determined based on the distance of the light reflected from the signal path and connected so that runtime. Bevorzugter Weise werden für eine schnelle und effiziente Auswertung der Amplituden- und Phaseninformation des einfallenden elektromagnetischen Signals mindestens zwei solcher Halbleiterbauelemente bzw. Photomischelemente verwendet, wobei die Modulationsspannungen an den Modulationsgates des zweiten Elements eine Phasenverschiebung von 90° zu den Modulationsspannungen des ersten Elements aufweisen. Preferably be used at least two such semiconductor devices or photonic mixer elements for a fast and efficient evaluation of the amplitude and phase information of the incident electromagnetic signal, wherein the modulation voltages having the modulation gates of the second element, a phase shift of 90 ° to the modulation voltages of the first element.
  • Für eine möglichst präzise Signalauswertung ist insbesondere eine hohe Ladungsträgerkonversionseffizienz wünschenswert, wobei die Ladungsträgerkonversionseffizienz den Spannungsanteil pro in einem photoempfindlichen Material erzeugtem Ladungsträger bezeichnet. For a precise as possible signal evaluation, in particular a high charge conversion efficiency is desirable, the charge conversion efficiency referred to the voltage component per generated in a photosensitive material charge carriers. Eine hohe Ladungsträgerkonversionseffizienz führt demnach zu einem großen Spannungssignal pro erzeugtem Ladungsträger und somit dazu, dass bereits eine geringe Anzahl an erzeugten Ladungsträgern zu einem Spannungssignal führt, das groß genug ist, durch die Ausleseelektronik erfasst und weiter verarbeitet zu werden. A high charge conversion efficiency accordingly leads to a large voltage signal per generated charge carriers and hence to the fact that even a small number of generated charge carriers leads to a voltage signal that is large enough to be detected by the readout electronics and further processed.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bekannte Halbleiterbauelemente der Eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, dass diese eine verbesserte Sensitivität und insbesondere eine erhöhte Ladungsträgerkonversionseffizienz aufweisen, und diese zum Zweck der Sensitivitätssteigerung insbesondere für Detektoren zur Entfernungsmessung und Sensoren zur dreidimensionalen Bilderfassung bereitzustellen. The present invention is based on the object to develop well-known semiconductor devices of the aforementioned type so that they have an improved sensitivity, and in particular an increased charge conversion efficiency, and provide these for the purpose of increasing sensitivity in particular for detectors for distance measurement and sensors for three-dimensional imaging.
  • Die vorliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Halbleiterbauelement für jedes Auslesegate mindestens einen Ausleseknoten aufweist, wobei der Ausleseknoten an das Auslesegate angrenzend angeordnet und zum Auslesen der unterhalb des Auslesegates in dem Substrat angesammelten Ladungsträger eingerichtet ist und wobei der minimale Abstand zwischen mindestens einem Punkt auf dem Auslesegate und dem diesem Punkt nächstliegenden Ausleseknoten größer als die halbe Kanallänge ist. The present object is achieved in that the semiconductor device comprises, for each readout gate at least a read-out node, the readout node is disposed adjacent to the readout gate and arranged to read out the accumulated below the selection gates in the substrate carrier, and wherein the minimum distance between at least one point on is the readout gate and this point closest readout node greater than half the channel length.
  • Als Ausleseknoten können Elektroden oder Dioden und insbesondere pn-Dioden dienen, wobei das photoleitfähige Substrat beispielsweise aus p- oder n-dotiertem Silizium besteht. As a readout node electrodes or diodes, and in particular p-n diode may be used, wherein the photoconductive substrate consists for example of p- or n-doped silicon. Es sind aber beispielsweise auch Metall-Halbleiterübergänge mit diodenartigen, nicht-ohmschen Kennlinien als Ausleseknoten denkbar. However, for example, are metal-semiconductor junctions with diode-like, non-ohmic characteristics as a readout node conceivable. Es versteht sich, dass abhängig von der Substratdotierung sowohl Elektronen als auch Löcher als auszulesende Ladungsträger dienen können. It is understood that can be used as read out charge carriers depending on the substrate doping both electrons and holes.
  • Ein Gate im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Struktur mittels derer ein Spannungssignal auf ein Halbleitersubstrat aufgebracht werden kann, ohne dass dabei ein Strom zwischen Gate und Halbleitersubstrat fließt. A gate according to the present invention is a structure by means of which can be applied to a semiconductor substrate, a voltage signal, without causing a current to flow between gate and semiconductor substrate flows.
  • Im Folgenden meint ein streifenförmiges Gate eine Gatestruktur, die eine Länge aufweist, die größer ist als ihre Breite. In the following, a stripe-shaped gate means a gate structure having a length which is greater than its width. Unter der Längsseite eines Gates ist eine Seite des Gates zu verstehen, die sich im Wesentlichen in Längsrichtung des Gates, dh entlang der Länge des Gates erstreckt. Under the longitudinal side of a gate of a side of the gate is to be understood that substantially in the longitudinal direction of the gates, that extends along the length of the gate. Unter einer Querseite eines Gates ist demgegenüber eine Seite des Gates zu verstehen, die sich im Wesentlichen in Querrichtung des Gates, dh entlang der Breite des Gates erstreckt. Under a lateral side of a gate is to be understood in contrast, a side of the gate, which is essentially in the transverse direction of the gate, ie extending along the width of the gate. Bevorzugt werden, abhängig von der Pixelgröße, im Allgemeinen streifenförmige Gates, dh sowohl Modulationsgates als auch Auslesegates weisen jeweils eine Länge auf, welche größer ist als ihre Breite. are preferred, depending on the pixel size, generally stripe-shaped gate, ie both modulation gates and selection gates each have a length which is greater than its width. Im Falle von sehr kleinen Pixeln kann aber auch aus Platzgründen eine Ausgestaltung der Modulationsgates vorteilhaft sein, bei der die Länge der Modulationsgates nicht größer als ihre Breite ist. In the case of very small pixels, but a configuration of the modulation gates may also be advantageous for reasons of space, in which the length of the modulation gates is not greater than its width.
  • Im Allgemeinen kann Photoladungsträger erzeugende elektromagnetische Strahlung sowohl auf die Substratoberseite, dh die Substratseite auf der die Modulations- und Auslesegates angeordnet sind, als auch auf die Substratunterseite, dh die der Substratoberseite gegenüberliegende Seite, einfallen. In general, photo carriers can be generated electromagnetic radiation both to the upper substrate side, ie the side of the substrate on which the modulation and readout gates are disposed, as well as on the substrate underside, ie the upper substrate side opposing side incident. Im ersten Fall ist es von Vorteil, wenn es sich bei den Modulationsgates um Photogates handelt, sodass die einfallende elektromagnetische Strahlung durch die Modulationsgates hindurch in den Substratabschnitt zwischen und unterhalb derselben gelangt und dort Photoladungsträger erzeugt. In the first case, it is advantageous, if it is photogates are in the modulation gates, so that the incident electromagnetic radiation passes through the modulation gates and into the substrate portion between and below the same and produces photocarriers. Im zweiten Fall, dh bei einer rückwärtigen Beleuchtung, kann es sich bei den Modulationsgates auch um photoundurchlässige Gatestrukturen handeln. In the second case, ie with a rear lighting, it can be at the modulation gates also photoundurchlässige gate structures. Entscheidend ist vielmehr, dass die Substratunterseite bzw. Substratrückseite zumindest nicht in dem den Modulationsgates gegenüberliegenden Abschnitt photoundurchlässig abgeschirmt ist. The crucial factor is that the substrate base or substrate backside in the modulation gates opposing portion is not shielded at least photoundurchlässig.
  • Ein Photoladungsträger im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Ladungsträger, der in dem Halbleitersubstrat durch eine Wechselwirkung des Substrats mit Photonen erzeugt wurde und unter einem Photogate wird ein Gate verstanden, das für elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise durchlässig bzw. transparent ist. A photo carriers in the sense of the present invention is a carrier that has been generated in the semiconductor substrate by an interaction of the substrate with photons and under a photogate, a gate is meant, which is at least partially permeable to electromagnetic radiation or transparent.
  • Der maximale Abstand zwischen den Auslesegates des Halbleiterbauelements, dh der maximale Abstand senkrecht zur Längsrichtung der Auslesegates zwischen zwei einander zugewandten, vorzugsweise zueinander parallelen Seitenkante der Auslesegates, stellt die maximale Wegstrecke dar, die von Photoladungsträger infolge der Verschiebung durch die Modulationsspannung auf direktem Weg bis zum Erreichen des Substratabschnitts unterhalb eines Auslesegates zurücklegt werden muss, und wird mithin auch als Kanallänge bezeichnet. The maximum distance between the read gate of the semiconductor component, that is the maximum distance facing perpendicular to the longitudinal direction of the readout gate between two, preferably mutually parallel side edge of the read gate represents the maximum path length of photocarriers due to the displacement by the modulation voltage on a direct path to the reaching the substrate portion must be returned places below a selection gates, and is therefore referred to as channel length.
  • Die Verwendung mindestens eines Ausleseknotens je Auslesegate, wobei der minimale Abstand zwischen mindestens einem Punkt auf dem Auslesegate und dem diesem Punkt nächstliegenden Ausleseknoten, dh der minimale Abstand zwischen dem gewählten Punkt und der Seitenkante des Ausleseknotens, größer als die halbe Kanallänge ist, erlaubt es gegenüber der Verwendung einer Mehrzahl diskreter in engem Abstand angeordneter Ausleseknoten die Gesamtfläche der Ausleseknoten deutlich zu verringern. The use of at least one readout node each readout gate, wherein the minimum distance between at least one point on the read-out gate and this point nearest read-out node, ie the minimum distance between the selected point and the side edge of the read-out node, greater than half the channel length, is allowed to face the use of a plurality of discrete arranged in closely spaced readout node to reduce the total area of ​​the readout node significantly. Durch die Verringerung der Gesamtfläche der Ausleseknoten je Auslesegate sinkt zugleich auch deren Kapazität, die wiederum proportional zum Kehrwert der Ladungsträgerkonversionseffizienz ist. By reducing the total area of ​​the readout node each readout gate also their capacity, which in turn is proportional to the reciprocal value of the charge conversion efficiency decreases. Mit anderen Worten ergibt sich aus einer Verringerung der Gesamtfläche der Ausleseknoten eine Erhöhung der Ladungsträgerkonversionseffizienz. In other words, an increase in the charge conversion efficiency resulting from a reduction in the total area of ​​the readout node. Des Weiteren wird durch die Verringerung der Ausleseknotenfläche zugleich die Gefahr eines Übersprechens zwischen den Ausleseknoten und den Modulationsgates in Form von Dunkelströmen verringert. Further, at the same time reduced by reducing the readout node face the risk of crosstalk between the readout node and the modulation gates in the form of dark currents. Mithin verringert sich die Gefahr einer Störung des Ausleseknotens und somit des erfassten Signals aufgrund starker Modulationssignale. Thus, the risk of disturbance of the read node, and thus the detected signal is reduced due to strong modulation signals.
  • Im Allgemeinen sind sowohl die Ausleseknoten als auch die Auslesegates auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats angeordnet und überdecken somit einen Teil der photoleitfähigen Fläche. In general, both the read-out node and the read-out gates on the surface of the semiconductor substrate are arranged, and thus cover a portion of the photoconductive surface. Im Gegensatz zu den von den Modulationsgates überdeckten Substratabschnitten können die Substratabschnitte unterhalb der Ausleseknoten und Auslesegates, an denen keine Modulationsspannung anliegt, mit in ihnen erzeugten Photoladungsträgern nicht zum Nutzsignal beitragen, dh zu dem Signal, aus dem die Entfernungsinformationen gewonnen werden. In contrast to the area covered by the modulation gates substrate sections substrate portions can not contribute generated in them photocarriers to the useful signal below the readout node and read gates where no modulation voltage is applied, ie, the signal from which the distance information is obtained. Daher erweist es sich als vorteilhaft diese mit Abschirmelementen, beispielsweise im CMOS-Prozess durch eine Metallschicht, abzudunkeln, sodass keine elektromagnetische Strahlung durch die abgeschirmte Substratfläche einfallen kann und um so den Strahlungshintergrund abzusenken. Therefore, it proves to be advantageous with this shielding, for example in the CMOS process by a metal layer to darken, so that no electromagnetic radiation may be incident through the substrate surface and shielded so as to lower the radiation background. Je geringer dabei die von den Ausleseknoten und Auslesegates überdeckte Halbleitersubstratfläche ist, desto größer ist die für die Erfassung des Nutzsignals zur Verfügung stehende Fläche. The lower the case covered by the readout node and readout gates semiconductor substrate surface is, the larger the standing for the detection of the useful signal available surface. Im Allgemeinen tragen die Auslesegates, wenn sie mit einer konstanten Spannung beaufschlagt werden, unter anderem auch dazu bei, die Ausleseknoten gegen ein Übersprechen der Modulationsgates abzuschirmen. In general, the read-out gates wear when they are subjected to a constant voltage, including helping to shield the readout node against crosstalk of the modulation gates. Bei kleinen Ausleseknotenflächen kann dann auch die Auslesegatefläche verringert werden, ohne die Übersprechschutzfunktion der Auslesegates nachteilig zu beeinflussen. For small areas readout node and the readout gate area can then be reduced to adversely affect, without crosstalk protective function of the read-out gates. Dies führt zu einer Vergrößerung des Füllfaktors, dh des Anteils am Halbleitersubstrat, der zum Erfassen des Nutzsignals genutzt werden kann. This leads to an increase in the fill factor, ie the share of the semiconductor substrate, which can be used for detecting the useful signal.
  • Eine Anordnung der Modulationsgates zwischen den Auslesegates führt dazu, dass die Modulationsgates infolge der angelegten Modulationsspannung zwischen den Auslesegates eine Potentialsperre in Form eines Potentialgefälles mit einem Potentialmaximum erzeugen. An arrangement of the modulation gates between the read gates causes the modulation gates generate a result of the applied modulating voltage between the read-out gates, a potential barrier in the form of a potential drop to a potential maximum. Dabei wird ein effektives Verschieben der Photoladungsträger durch die Modulationsspannungen ermöglicht und zugleich durch die Potentialbarriere ein Auslesen der erzeugten Photoladungsträger über das falsche Auslesegate verhindert, dh zu einem gegeben Zeitpunkt ein Auslesen über das Auslesegate auf Seiten des momentanen Potentialmaximums. In this case, an effective displacement of the photocarriers is made possible by the modulation voltages and at the same time prevented by the potential barrier reading out the photocarriers generated on the false readout gate, that is, at any given time, a read-out via the readout gate on the side of the instantaneous potential maximum. Vielmehr kann sicher gestellt werden, dass die erzeugten Photoladungsträger über das richtige Auslesegate ausgelesen werden, dh zu einem gegeben Zeitpunkt über das Auslesegate auf Seiten des momentanen Potentialminimums. Rather, it can be ensured that the photocarriers generated are read out via the readout gate proper, ie at a given time via the readout gate on the side of the instantaneous potential minimum. Insbesondere kann durch diese Anordnung auch sichergestellt werden, dass die Halbleitersubstratbereiche unterhalb der Auslesegates auf einem niedrigen Potential liegen als die Bereiche unterhalb der Modulationsgates und dass darüber hinaus das absolute Potentialminimum unterhalb der Ausleseknoten lokalisiert ist, was das Auslesen vereinfacht. In particular, can also be ensured by this arrangement that the semiconductor substrate regions are below the read gate at a low potential than the areas beneath the modulation gates and that, moreover, the absolute potential minimum is located below the readout node, which simplifies the read out. Des Weiteren ist es bei dieser Anordnung möglich, auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat mehrere erfindungsgemäße Halbleiterbauelemente in Reihe nebeneinander in Form eines Arrays anzuordnen, wobei sich benachbarte Halbleiterbauelemente jeweils mindestens ein Auslesegate sowie die Ausleseknoten teilen, welche die unter diesem Auslesegate angesammelten Ladungsträger im Betrieb der Halbleiterbauelemente auslesen. Furthermore, it is with this arrangement possible next to one another on a common semiconductor substrate a plurality of semiconductor devices according to the invention in series in the form of an array, with adjacent semiconductor elements each share at least a read-out gate and the readout node, which read out the accumulated under this readout gate charge carriers in operation of the semiconductor devices , Durch eine derartige Anordnung kann der Füllfaktor zusätzlich erhöht werden. By such an arrangement, the fill factor can be further increased.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden der Füllfaktor und die Ladungsträgerkonversionseffizienz insbesondere dadurch gesteigert, dass die Länge der Auslesegates nicht mehr durch die Modulationsfrequenz beschränkt wird, wenn die Photoladungsträger mit Erreichen des Substratabschnitts unterhalb der Auslesegates als getrennt gelten, dh effektiv nicht mehr von der Modulationsspannung beeinflusst werden. According to the present invention, the fill factor and charge conversion efficiency can be particularly increased by the fact that the length of the readout gate is no longer restricted by the modulation frequency when the photo carriers reaching the substrate section are below the readout gate as separated, ie effectively no longer affected by the modulation voltage , Aufgrund dieser Unabhängigkeit müssen die Photoladungsträger nicht mehr innerhalb einer halben Periodendauer des Modulationssignals einen Ausleseknoten erreicht haben, um korrekt ausgelesen werden zu können. Because of this independence, the photo carriers no longer have to have reached a readout node within a half period of the modulation signal to be read correctly can. Mithin erlaubt dies die Auslesegates so auszugestalten, dass sie Punkte aufweisen, deren minimaler Abstand zum nächstliegenden Ausleseknoten größer als die halbe Kanallänge ist. Thus, this allows to design the read-out gate so as to have points whose minimum distance to the nearest readout node greater than half the channel length. Dabei ist im Allgemeinen bereits ein Ausleseknoten pro Auslesegate ausreichend im Gegensatz zu der aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung mit einer Mehrzahl von eng beieinander angeordneten Ausleseknoten. Here, a readout node per readout gate is already sufficient in contrast to the known from the prior art arrangement with a plurality of closely arranged readout node in general. Bei langgestreckten Auslesegates können auch mehr als ein Ausleseknoten vorgesehen sein, wobei allerdings die Abstände zwischen benachbarten Ausleseknoten im Falle schmaler Gates, dh Gates deren Breite wesentlich kleiner ist als die Kanallänge, mindestens zwei halbe Kanallängen, dh mindestens eine Kanallänge beträgt. In elongated readout gates more than one readout node may be provided, although the distances between adjacent readout node in the case of narrow gates, that is gates whose width is considerably smaller than the channel length, at least two half the channel length, that is, at least one channel length. Es wird dabei hier und im Folgenden allgemein bevorzugt, die Auslesegates möglichst schmal auszugestalten, sodass ihre Breite wesentlich kleiner ist als die Kanallänge. It is then generally preferred here and below, to design the readout gates as narrow as possible so that their width is substantially less than the channel length.
  • Da wie bereits diskutiert die Fläche für einen Spannungsdurchgriff von den Modulationsgates auf die Ausleseknoten relativ klein ist, ist es auch vorstellbar, dass die Auslesegates ebenfalls mit einer modulierten Spannung beaufschlagt werden. Since, as already discussed, the surface for a penetration voltage by the modulation gates to the sense nodes is relatively small, it is also conceivable that the readout gates are also supplied with a modulated voltage. In diesem Fall können die erzeugten Photoladungsträger bei geeigneter Wahl der Modulationsfrequenz sowie des Abstands zwischen den einzelnen Ausleseknoten noch entsprechend dem Modulationssignal getrennt werden, was es gegebenenfalls erlaubt, auf eine optische Abdeckung der Auslesegates zu verzichten. In this case, the photo-generated charge carriers can be separated still in accordance with the modulation signal with a suitable choice of the modulation frequency and the distance between the readout node, which optionally makes it possible to dispense with an optical coverage of the readout gate.
  • In einer Ausführungsform ist der minimale Abstand zwischen mindestens einem Punkt auf dem Auslesegate und dem diesem Punkt nächstliegenden Ausleseknoten größer als die Kanallänge und bevorzugt größer als die doppelte Kanallänge. In one embodiment, the minimum distance between at least one point on the read-out gate and this point closest readout node is greater than the channel length and preferably greater than twice the channel length. Eine solche erfindungsgemäße Ausgestaltung der Auslesegates und Anordnung der Ausleseknoten führt zu einer Verteilung der Ausleseknoten, die einen gesteigerten Füllfaktor sowie eine gesteigerte Ladungsträgerkonversionseffizienz aufweist. Such a configuration of the read gate and arrangement of the readout node according to the invention leads to a distribution of the readout node having an increased fill factor and an increased charge conversion efficiency.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der minimale Abstand zwischen mindestens einem Punkt auf dem Auslesegate und dem diesem Punkt nächstliegenden Ausleseknoten größer als 5 µm, bevorzugt größer als 10 µm und besonders bevorzugt größer als 20 µm. In another embodiment, the minimum distance between at least one point on the read-out gate and this point closest readout node is greater than 5 micrometers, preferably greater than 10 microns and most preferably greater than 20 microns. Es hat sich gezeigt, dass gerade eine solche erfindungsgemäße Ausgestaltung der Auslesegates und Anordnung der Ausleseknoten bei üblichen Modulationsgateanordnungen einen gesteigerten Füllfaktor sowie eine gesteigerte Ladungsträgerkonversionseffizienz aufweist. It has been found that precisely such an embodiment of the read-out gates and arrangement of the readout node at common modulation gate arrangements according to the invention exhibits an enhanced fill factor and an increased charge conversion efficiency.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Halbleiterbauelement für jedes Auslesegate genau einen Ausleseknoten auf. In one embodiment of the present invention, the semiconductor device for each readout gate accurately to a readout node. Ist der genau eine Ausleseknoten in Längsrichtung an einem Ende des Auslesegates, dessen angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest, angeordnet und weist das Auslesegate eine Länge auf, die mindestens gleich der halben, ganzen bzw. doppelten Kanallänge ist, so beträgt der minimale Abstand zwischen Punkten auf dem dem Ausleseknoten gegenüberliegenden Ende des Auslesegates und dem Ausleseknoten mindestens eine halbe, ganze bzw. doppelte Kanallänge. Is exactly one read-out nodes in a longitudinal direction at one end of the readout gate, the accumulated charge carriers of the readout node reads the operation of the semiconductor device disposed of, and has the read gate has a length which is at least equal to half, whole or dual channel length, so, the minimum distance between points on the side opposite to the readout node end of the readout gate and the readout node at least a half, or all the double channel length. Mit genau einem Ausleseknoten pro Auslesegate kann insbesondere die Gesamtfläche der Ausleseknoten pro Auslesegate minimiert werden. With exactly a readout node per selection gate, the total area of ​​the readout node per readout gate can be minimized in particular.
  • Bei einer Ausführungsform ist die Breite der Auslesegates kleiner als ein Viertel der Kanallänge, vorzugsweise kleiner als ein Fünftel und besonders bevorzugt kleiner als ein Sechstel der Kanallänge. In one embodiment, the width of the readout gate is less than a quarter of the channel length, preferably less than one fifth and more preferably less than a sixth of the channel length. Wie bereits oben ausgeführt ist ein möglichst schmal ausgestaltetes Auslesegate vorteilhaft, bei dem die Breite kleiner ist als die Kanallänge. a readout gate ausgestaltetes narrow as possible is advantageous as mentioned above, in which the width is smaller than the channel length. Es hat sich gezeigt, dass hierbei eine Breite der Auslesegates, die kleiner als ein Viertel der Kanallänge, vorzugsweise kleiner als ein Fünftel und besonders bevorzugt kleiner als ein Sechstel der Kanallänge ist, Vorteile aufweist. It has been found that in this case, has a width of the readout gate, which is smaller than one quarter of the channel length, preferably less than one fifth and more preferably less than a sixth of the channel length of advantages.
  • In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Länge des Ausleseknotens kleiner als die Länge des Auslesegates, dessen angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest. In one embodiment of the invention the length of the read-out node is less than the length of the readout gate, the accumulated charge carriers of the readout node reads the operation of the semiconductor device. Die Verwendung eines Ausleseknoten mit einer geringeren Länge als die Länge des Auslesegates erlaubt es gegenüber dem Stand der Technik die Ausleseknotengesamtfläche deutlich zu verringern. The use of a readout node with a smaller length than the length of the read-out gates allows to reduce the overall read-out node area significantly over the prior art.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt das Verhältnis zwischen der Länge des Ausleseknotens und der Länge des Auslesegates, dessen angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest, höchstens 1:10, bevorzugt höchstens 1:50 und besonders bevorzugt höchstens 1:100. In a further embodiment according to the present invention, the ratio between the length of the read node and the length of the readout gate, the accumulated charge carriers of the readout node reads the operation of the semiconductor device is at most 1:10, more preferably at most 1:50, and most preferably at most 1: 100 , Für Längenunterschiede im hier angeführten Bereich hat sich gezeigt, dass die beschriebenen, aus einer geringeren Länge des Ausleseknotens im Vergleich zur Länge des Auslesegates resultierenden Vorteile deutlich ausgeprägt sind. For differences in length in the range set forth herein has been found that the advantages resulting from a shorter length of the readout node are pronounced described, compared to the length of the readout gate.
  • Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des Ausleseknotens mindestens zehn mal kleiner, bevorzugt mindestens fünfzig mal kleiner und besonders bevorzugt mindestens hundert mal kleiner ist als die Gesamtfläche der angrenzenden Auslesegates, deren angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest. A further embodiment is characterized in that the area of ​​the readout node at least ten times smaller, preferably at least fifty times smaller, and most preferably at least a hundred times smaller than the total area of ​​the adjacent selection gates, the accumulated charge carriers of the readout node reads the operation of the semiconductor device. Der Begriff Fläche bezieht sich hier und im Folgenden auf die Fläche in einer senkrechten Draufsicht auf die Halbleitersubstratoberseite. The term surface refers here and below to the surface in a vertical plan view of the semiconductor substrate top. Der Größe der Auslesegates wird dadurch eine untere Grenze gesetzt, dass die Auslesegatestruktur dieselbe Länge wie die Modulationsgates aufweisen sollte, um für alle unterhalb und zwischen den Modulationsgates im Halbleitersubstrat erzeugten Photoladungsträger eine möglichst kurze Distanz bis zu einem Bereich sicherzustellen, in dem in dem sich diese unter einem Auslesegate befinden und somit als getrennt betrachtet werden können. The size of the readout gate is thereby set a lower limit that the readout gate structure should have the same length as the modulation gates to ensure below for all and generated between the modulation gates in the semiconductor substrate photocarriers shortest possible distance up to a range in which in which these are under a readout gate and thus can be considered separately.
  • Auslesegatestruktur meint hier und im Folgenden sowohl ein einzelnes streifenförmiges, parallel zu den Modulationsgates angeordnetes Auslesegate, als auch zwei streifenförmige, entlang einer gemeinsamen Längsachse parallel zu den Modulationsgates voneinander beabstandet angeordnete Auslesegates. Readout gate structure here means and in the following both a single strip-shaped, arranged in parallel to the modulation gates readout gate, and two strip-shaped, along a common longitudinal axis parallel to the modulation gates from each other spaced-apart selection gates. Im Falle zweier entlang einer gemeinsamen Längsachse voneinander beabstandet angeordneter Auslesegates ist vorzugweise ein Ausleseknoten zwischen den beiden Auslesegates angeordnet. In the case of two along a common longitudinal axis from each other spaced-apart selection gate is preferably disposed a readout node between the two readout gates. Auslesegatestrukturen mit gleicher Länge wie die Modulationsgates erlauben es, den Abstand zwischen den Auslesegates und mithin die von den Modulationsgates überdeckte und für die Signalerfassung maßgebliche Substratfläche zu erhöhen. Readout gate structures with the same length as the modulation gates allow the distance between the selection gates and consequently the area covered by the modulation gates and increase relevant substrate surface for the signal detection. Ebenso kann zusätzlich oder anstelle dessen die Modulationsfrequenz erhöht werden, was eine genauere Entfernungsauflösung erlaubt. Likewise, the modulation frequency can be increased in addition to or instead of what a more accurate range resolution allowed. Eine darüber hinausgehende Erhöhung des Füllfaktors kann über eine möglichst kleine Ausleseknotenfläche gemäß den oben angegebenen Größenverhältnissen erreicht werden. Any further increasing the fill factor can be achieved by the smallest possible readout node area according to the above proportions. Des Weiteren stellt eine solche kleine Ausleseknotenfläche eine hohe Ladungsträgerkonversionseffizienz sicher. Furthermore, provides such a small area readout node a high charge conversion efficiency safely.
  • Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind genau drei in Längsrichtung parallel nebeneinander angeordnete Modulationsgates zwischen den Auslesegates vorgesehen. In one embodiment of the present invention exactly three parallel disposed side by side in the longitudinal direction between the modulation gates readout gates are provided. Durch eine solche Drei-Gate-Struktur mit einem nicht modulierten Mittelgate zwischen zwei modulierten Modulationsgates wird der Kontrast erhöht. By such three-gate structure with a non-modulated gate means between two modulated modulation gates, the contrast is increased. An das Mittelgate wird dabei eine zeitlich konstante Spannung angelegt. thereby a time-constant voltage is applied to the gate means. Dennoch wird es hier und im Folgenden als Modulationsgate bezeichnet, da die von diesem hervorgerufene zeitlich konstante Potentialstufe Teil des mittels der Modulationsspannungen variierten Potentialgefälles ist. Nevertheless, it is referred to here and below as the modulation gate as caused by it at a constant potential level part of the varied means of the modulation voltage potential gradient is. Durch dieses zusätzliche Gate wird also die Anzahl an Potentialstufen unterhalb der Modulationsgates gegenüber einer Ausführungsform mit genau zwei Modulationsgates von zwei auf drei erhöht, wodurch bei gleicher Potentialhöhe das Potentialgefälle und mithin auch das Modulationsdriftfeld gleichmäßiger wird. This additional gate thus increases the number of potential levels below the modulation gates compared to an embodiment with exactly two modulation gates from two to three, thereby at the same potential level, the potential gradient and thus also the modulation drift field becomes more uniform. Dadurch wird die Gefahr verringert, dass Ladungsträger innerhalb einer Potentialstufe aufgrund einer zu großen Potentialstufenbreite nicht effektiv weiterverschoben werden. Therefore, the risk is reduced that charge carriers within a potential step due to a large potential step width can not be effectively shifted further. Denkbar sind auch Ausführungsformen mit mehr als drei in Längsrichtung parallel nebeneinander zwischen den Auslesegates angeordneten Modulationsgates, beispielsweise vier Modulationsgates. Conceivable embodiments with more than three in the longitudinal direction are parallel to one another arranged between the selection gate modulation gates, for example, four modulation gates. Bei vier Modulationsgates, werden vorzugsweise auch die beiden mittleren Gates moduliert, wobei sie phasengleich mit dem jeweils nächstliegenden äußeren Modulationsgate, allerdings nur mit halber Potentialdifferenz variiert werden. Four modulation gates, and preferably also the two central gates are modulated, whereby they are in phase, however, varies with the respective closest outer gate modulation at half potential difference. Somit ergibt sich ein vierstufiges Potentialgefälle mit gleichen Abständen zwischen den einzelnen Stufen. Thus, a four-level potential gradient at equal intervals between the individual stages is obtained.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Ausleseknoten auf der Längsachse des Auslesegates angeordnet, dessen angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest. In one embodiment of the invention the readout node is disposed on the longitudinal axis of the readout gate, the accumulated charge carriers of the readout node reads the operation of the semiconductor device. Auf der Längsachse angeordnet bedeutet hier und im Folgenden, dass der Ausleseknoten so angeordnet ist, dass zumindest ein Teilabschnitt von ihm die Längsachse des Auslesegates überdeckt. arranged on the longitudinal axis, is meant here and in the following that the read-out node is arranged so that at least some portion thereof overlying the longitudinal axis of the readout gate. Eine solche Anordnung ermöglicht es, dass in Längsrichtung der Auslesegates verschobene Photoladungsträger direkt zu dem Ausleseknoten gelangen, ohne zusätzlich weiter in Querrichtung des Auslesegates verschoben werden zu müssen. Such an arrangement enables shifted in the longitudinal direction of the readout gates photocarriers go directly to the readout node without having to be moved further in the transverse direction of the readout gate. Das Auslesen erfolgt somit direkter als im Falle einer Anordnung des Ausleseknotens neben der Längsachse des Auslesegates. The reading is thus more direct than in the case of an arrangement of the readout node adjacent to the longitudinal axis of the readout gate.
  • In einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements ist die Breite des Ausleseknotens kleiner als die Breite des Auslesegates, dessen angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten ausliest. In one embodiment of the semiconductor device, the width of the read node is less than the width of the readout gate which reads out the accumulated charge carriers of the read-out node. Eine geringere Breite des Ausleseknotens im Vergleich zur Breite des Auslesegates erlaubt es, den Ausleseknoten auch innerhalb des Auslesegates neben den Modulationsgates anzuordnen, ohne dass der Ausleseknoten direkt an ein Modulationsgate angrenzt, wodurch ein Übersprechen der Modulationsgates auf den Ausleseknoten verhindert wird. A smaller width of the read node compared to the width of the readout gate makes it possible to arrange the readout node also within the read-out gate in addition to the modulation gates, without the readout node is directly adjacent to a modulation gate, whereby crosstalk of the modulation gates is prevented to the readout node.
  • In einer Ausführungsform ist der Ausleseknoten zumindest teilweise in einer Aussparung des Auslesegates angeordnet, dessen angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest, und seitlich zumindest teilweise von diesem umgeben. In one embodiment, the read-out node is at least partially arranged in a recess of the readout gate which reads out the accumulated charge carriers of the readout node during operation of the semiconductor component, and laterally at least partially surrounded by it. Eine solche Anordnung ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Ausleseknoten am längsseitigen Ende des Auslesegates angeordnet ist und über dieses nach Möglichkeit nicht hinausragen soll. Such an arrangement is particularly advantageous when the read-out node at the longitudinal end of the readout gate is arranged not to protrude from this if possible. Mithin kann eine kompakte Anordnung der Gate- und Knotenstrukturen sowie zugleich eine effektive Abschirmung gegen ein Übersprechen der Modulationsspannung auf den Ausleseknoten sichergestellt werden. Thus, a compact arrangement of the gate and node structures and at the same time an effective shield against crosstalk of the modulation voltage can be ensured in the read-out node.
  • In einer Ausführungsform ist die Aussparung zur Aufnahme des Ausleseknotens in Querrichtung des Auslesegates, dessen angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest, in der Mitte angeordnet. In one embodiment, the recess for receiving the readout node in the transverse direction of the readout gate which reads out the accumulated charge carriers of the readout node during operation of the semiconductor device, arranged in the middle. Dadurch wird der Ausleseknoten zu beiden modulationsgateseitigen Seiten effektiv gegen ein Übersprechen der Modulationsspannung abgeschirmt, was insbesondere vorteilhaft ist im Fall einer Anordnung mehrerer Halbleiterbauelemente in Reihe nebeneinander auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat in Form eines Arrays, wobei sich benachbarte Halbleiterbauelemente jeweils ein Auslesegate und die Ausleseknoten teilen, welche die unter diesem Auslesegate angesammelten Ladungsträger im Betrieb des Halbleiterbauelements auslesen. Thereby, the readout node is shielded to both modulation gate side pages effective against crosstalk of the modulation voltage, which is particularly advantageous in the case of an arrangement of several semiconductor devices in series side by side on a common semiconductor substrate in the form of an array, with adjacent semiconductor elements each share a read-out gate and the read-out node, which read the accumulated under this readout gate charge carriers in operation of the semiconductor device. Mithin sind auf zwei Seiten eines Auslesegates Modulationsgates angeordnet. Thus, modulation gates are arranged on two sides of a readout gate. Zudem wird in diesem Fall die Symmetrie der Anordnung erhöht, was im Allgemeinen bei der Strukturierung erfindungsgemäßer Halbleiterbauelemente von Vorteil ist, da somit verhindert wird, dass die Auslesebedingungen für einen Ausleseknoten von denen eines anderen abweichen, was anderenfalls zu richtungsabhängigen Verfälschungen und Ungenauigkeiten der Messergebnisse führen kann. In addition, in this case the symmetry of the arrangement is increased, which is generally in the structuring of inventive semiconductor components advantageous since, thus preventing the read-out conditions for a readout node from those of another vary, which can lead otherwise to directional distortions and inaccuracies of the measurement results can.
  • In einer Ausführungsform ist der Ausleseknoten vollständig in der Aussparung zur Aufnahme des Ausleseknotens angeordnet, sodass der Ausleseknoten seitlich vollständig von dem Auslesegate umschlossen ist, dessen angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest. In one embodiment, the read-out node is arranged completely in the recess for receiving the read-out node, so the read-out node is completely enclosed by the readout gate side, reads out the accumulated charge carriers of the readout node during operation of the semiconductor device. Dies erlaubt es, den Ausleseknoten einerseits in alle Richtungen effektiv gegen ein mögliches Übersprechen der Modulationsspannungen abzuschirmen und andererseits den Ausleseknoten an einer beliebigen Stelle entlang der Längsachse des Auslesegates innerhalb desselben anzuordnen. This makes it possible to effectively shield the readout node on the one hand in all directions against a possible crosstalk of the modulation voltage and on the other hand to arrange the readout node at any point along the longitudinal axis of the readout gates within the same. Insbesondere vorteilhaft ist eine Anordnung in Längsrichtung des Auslesegates in der Mitte desselben, wodurch der maximale Weg, den die unterhalb des Auslesegates gesammelten Photoladungsträger bis zu dem Ausleseknoten zurückzulegen haben, gegenüber einer Anordnung des Ausleseknotens an einem längsseitigen Ende des Auslesegates halbiert wird. Particularly advantageous an arrangement in the longitudinal direction of the readout gate thereof is in the middle, whereby the maximum distance the collected below the readout gates photocarriers have up to the readout node to traverse, is halved compared with an arrangement of the readout node to one longitudinal end of the readout gate. Ein solches Halbieren der zurückzulegenden Wegstrecke ermöglicht ein schnelleres Auslesen der erzeugten Photoladungsträgermenge und mithin eine zeitnahere Erfassung der Entfernung von Umgebungsobjekten. Such halving the distance to be covered allows faster reading out the photocarriers generated amount and consequently a more timely detection of the removal of surrounding objects.
  • In einer Ausführungsform weist das Auslesegate einen ersten Abschnitt auf, dessen Breite kleiner oder gleich der Breite des Ausleseknotens ist, und einen zweiten, an den ersten Abschnitt anschließenden Abschnitt, dessen Breite zu dem Ausleseknoten hin zunimmt, wobei die den Ausleseknoten zumindest teilweise aufnehmende Aussparung in einem Bereich des zweiten Abschnitts angeordnet ist, der eine maximale Breite aufweist. In one embodiment, the read-out gate to a first portion whose width is less than or equal to the width of the read-out node, and a second, subsequent to the first section portion whose width increases toward the readout node down, wherein the the read-out nodes at least partially receiving recess in is arranged a region of the second portion having a maximum width. Insbesondere kann dies dadurch realisiert werden, dass sich das Auslesegate zu dem Ausleseknoten hin trichterförmig erweitert und diesen seitlich umgreift. In particular, this can be realized in that the read-out gate to the readout node a funnel-shaped widened and this engages laterally. Ein solches trichterförmiges Auslesegate ermöglicht eine effektive seitliche Abschirmung gegenüber den Modulationsspannungen und zugleich eine möglichst geringe Breite des Auslesegates im restlichen Erstreckungsbereich desselben, wodurch der Füllfaktor erhöht wird. Such a funnel-shaped read gate allows effective lateral shielding with respect to the modulation voltages and at the same time the smallest possible width of the selection gates in the remaining region of extent thereof, whereby the fill factor is increased. Denkbar ist aber ebenso ein Auslesegate, das sich zu dem Ausleseknoten hin beispielsweise kreisförmig erweitert. It is also conceivable as a readout gate that extends to the readout node through, for example circular.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements verlaufen die einander zugewandten Längsseiten des Auslesegates und des nächstliegenden Modulationsgates parallel zueinander, sodass das Modulationsgate eine auslesegateseitig angeordnete Aussparung aufweist. In a further embodiment of the semiconductor device according to the invention, the mutually facing longitudinal sides of the read-out gate and the closest modulation gates parallel to each other, so that the modulation gate having a read-out gate side disposed slot. Durch eine solche Anordnung wird erreicht, dass trotz der abschnittsweisen Verbreiterung des Auslesegates der Oberflächenabschnitt des Halbleitersubstrats zwischen den Auslesegates möglichst vollständig von den Modulationsgates überspannt wird, wodurch sichergestellt wird, dass in diesem gesamten Bereich ein deutlich ausgeprägtes Potentialgefälle erzeugt wird und somit nach Möglichkeit alle innerhalb des Halbleitersubstrats erzeugten Photoladungsträger ausgelesen werden können. By such an arrangement that is as complete as possible spanned by the modulation gates, despite the portion-wise enlargement of the selection gates of the surface portion of the semiconductor substrate between the readout gates thereby ensuring it is achieved, that in this entire range, a significantly strong potential gradient is generated and thus, if possible, all within of photocarriers semiconductor substrate produced can be read out.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Aussparung des Auslesegates in Längsrichtung desselben in der Mitte angeordnet. In a further embodiment, the recess of the selection gate is disposed in the longitudinal direction thereof in the middle. Hier und im Folgenden meint eine Anordnung in Längsrichtung des Auslesegates in der Mitte, dass die Aussparung so angeordnet ist, dass zumindest ein Teilabschnitt von ihr die Mittelquerachse des Auslesegates überdeckt. Here and hereinafter means a longitudinal positioning of the read gate in the middle, that the recess is arranged so that at least a portion of their section covers the central transverse axis of the readout gate. Eine solche Anordnung in der Mitte minimiert die von den Photoladungsträgern in Längsrichtung des Auslesegates zurückzulegende maximale Weglänge und ermöglicht so ein beschleunigtes Auslesen der erzeugten Photoladungsträger, die unter dem Auslesegate angesammelt werden. Such an arrangement in the middle minimizes zurückzulegende of the photocarriers in the longitudinal direction of the readout gates maximum path length, enabling an accelerated reading of the photo-generated carriers, which are accumulated under the readout gate.
  • In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Halbleiterbauelements ist der Ausleseknoten an einem längsseitigen Ende des Auslesegates angeordnet, dessen angesammelte Photoladungsträger der Ausleseknoten im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest. In one embodiment of the semiconductor device of the readout node at a longitudinal end of the readout gate is arranged, the accumulated photo carriers of the read node reads the operation of the semiconductor device. Durch die Anordnung des Ausleseknotens am längsseitigen Ende wird eine möglichst geringe Nähe zu den Modulationsgates gewährleistet. The arrangement of the readout node at the lengthwise end as small as possible is ensured near to the modulation gates. Der Ausleseknoten ist in diesem Fall beispielsweise in Längsrichtung des Auslesegates unterhalb der Modulationsgates angeordnet, wenn das Auslesegate keine Aussparung aufweist und sich über die gleiche Länge wie die Modulationsgates erstreckt. The readout node is disposed in this case, for example, in the longitudinal direction of the readout gate below the modulation gates, when the read gate does not have a recess and extends over the same length as the modulation gates. In Längsrichtung des Auslesegates unterhalb der Modulationsgates angeordnet meint, dass sich die Modulationsgates in Längsrichtung maximal genauso weit erstrecken wie das Auslesegate und eine gedachte Gerade durch die äußersten Randpunkte der Modulationsgates in Längsrichtung des Auslesegates nicht mit dem Ausleseknoten überlappt bzw. diesen nicht schneidet. arranged in the longitudinal direction of the readout gate below the modulation gates means that the modulation gates longitudinally extending maximally as far as the read-out gate and an imaginary line through the outermost peripheral points of the modulation gates in the longitudinal direction of the readout gate does not overlap with the readout node and this does not intersect. Der Ausleseknoten kann aber auch bei einem trichterförmigen Auslesegate oder zumindest einem sich zu dem Ausleseknoten hin verbreiterten, insbesondere sich kreisförmig erweiternden, Auslesegate an den drei den Modulationsgates nächstliegenden Seiten von dem Auslesegate abgeschirmt werden. but the readout node may also be in a funnel-shaped readout gate or at least one to the readout node towards widened, in particular the expanding circular readout gate to be shielded in the three modulation gates the closest sides of the readout gate. Mithin wird bei diesen Anordnungen ein Übersprechen der Modulationsspannung vermieden, auch wenn der Ausleseknoten nicht in Längsrichtung des Auslesegates unterhalb der Modulationsgates, sondern vielmehr auf gleicher Höhe mit diesen angeordnet ist. Thus, crosstalk of the modulation voltage, in these arrangements is avoided even if the readout node is not arranged in the longitudinal direction of the readout gate below the modulation gates, but rather at the same level with them.
  • In einer Ausführungsform ist der Ausleseknoten zwischen zwei entlang einer gemeinsamen Längsachse angeordneten Auslesegates angeordnet, deren angesammelte Photoladungsträger der Ausleseknoten im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest. In one embodiment, the readout node between two arranged along a common longitudinal axis readout gate is arranged, the accumulated photo carriers of the read node reads the operation of the semiconductor device. In diesem Fall grenzt der Ausleseknoten an zwei Seiten direkt an die Modulationsgates an. In this case, the readout node is directly adjacent to the modulation gates on two sides. Dies bringt die Gefahr eines Übersprechens der Modulationsspannung auf den Ausleseknoten mit sich, wobei dieser Effekt allerdings in Folge der geringen Übersprechfläche gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen in der Summe kleiner ist. This entails the risk of crosstalk of the modulation voltage on the readout node with it, and this effect in consequence of the low crosstalk surface opposed to the processes known from the prior art embodiments in the sum, however, is smaller. Zugleich erhöht sich der Füllfaktor gegenüber Ausführungsformen, bei denen der Ausleseknoten innerhalb einer Aussparung des Auslesegates angeordnet ist und sich das Auslesegate mithin um den Ausleseknoten herum erstreckt, da ein solches sich weiter erstreckendes Auslesegate zu einer Erhöhung der nicht zu dem Nutzsignal beitragenden Fläche führt. At the same time, the fill factor is increased relative to embodiments in which the readout node is disposed within a recess of the read-out gate and the read gate thus extends around the readout node around, since such further extending readout gate leads to an increase of the non-contributing to the useful surface.
  • In einer Variante dieser Ausführungsform weisen die beiden entlang einer gemeinsamen Längsachse angeordneten Auslesegates jeweils die gleiche Länge auf. In a variant of this embodiment, the two arranged along a common longitudinal axis readout gates each have the same length. Dadurch ist die von den Photoladungsträgern innerhalb eines der Auslesegates bis zu einem Ausleseknoten maximal zurückzulegende Wegstrecke auf die Hälfte gegenüber einer Anordnung am längsseitigen Ende eines Auslesegates minimiert, was eine Erhöhung der Auslesegeschwindigkeit bewirkt. Thereby, the minimizing of the photocarriers inside one of the read-out gates to a readout node a maximum distance to be covered by half compared to an arrangement at the longitudinal end of a read gate, which causes an increase in readout speed.
  • In einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements beträgt das Verhältnis der Länge zur Breite des Ausleseknotens höchstens 3:1, bevorzugt höchstens 2:1 und besonders bevorzugt 1:1. In one embodiment of a semiconductor device according to the invention, the ratio of the length to the width of the read node at most 3: 1, preferably at most 2: 1 and most preferably 1: 1. Mithin ist ein derartiger erfindungsgemäßer Ausleseknoten sehr kompakt und trägt somit insbesondere zu einer Erhöhung der Ladungsträgerkonversionseffizienz bei. Consequently, such an inventive readout node is very compact and thus particularly contributes to an increase in the charge conversion efficiency.
  • In einer Ausführungsform weist der Ausleseknoten eine rechteckige, vorzugsweise quadratische Grundform auf. In one embodiment, the readout node has a rectangular, preferably square basic shape. Derartige Grundformen sind besonders leicht und damit kostengünstig herzustellen, wobei eine quadratische Ausführungsform ein minimales Verhältnis zwischen Länge und Breite von 1:1 aufweist und somit einen sehr kompakten Ausleseknoten zur Verfügung stellt. Such basic shapes are particularly easy and therefore inexpensive to produce, wherein a square embodiment a minimum ratio of length to width of 1: 1 and thus provides a very compact read-out node.
  • In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der Ausleseknoten eine kreisförmige Grundform auf. In a further embodiment of the read node has a circular basic shape. Auch eine solche Grundform ist leicht und damit kostengünstig herzustellen und weist ein minimales Verhältnis zwischen Länge und Breite von 1:1 auf. Also, such a basic shape is easy and inexpensive to manufacture and has a minimum ratio of length to width of 1: 1. Dabei stellt sie einen sehr kompakten Ausleseknoten zur Verfügung, dessen Kantengeometrie noch dazu in jeder Richtung gleich ist, womit ein gleichmäßiges Ausleseverhalten in jede Richtung erzielt wird. In this case, it provides a very compact read-out node is available, the edge geometry to still equal in each direction, whereby an even read-out behavior is obtained in every direction.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft einen Detektor zur Entfernungsmessung, der ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauelement und eine mit den Modulationsgates verbundene Modulationsgatesteuereinrichtung zum Erzeugen und Steuern einer variablen Potentialdifferenz zwischen den Modulationsgates aufweist. An embodiment of the invention relates to a detector for measuring distance, comprising an inventive semiconductor device and means connected to the modulation gates modulation gate control means for generating and controlling a variable potential difference between the modulation gates. Mittels dieser Modulationsgatesteuereinrichtung kann die Modulationsspannung mit einer bevorzugten Phasendifferenz von 180° zwischen den Modulationsgates an diese angelegt werden und es wird somit eine Verwendung des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements zur Entfernungsmessung und insbesondere zur Amplituden- und Phasenauswertung einfallender intensitätsmodulierter elektromagnetischer Strahlung ermöglicht. By means of this modulation gate control device, the modulation voltage may be applied with a preferred phase difference of 180 ° between the modulation gates on it and it is therefore a use of the semiconductor device according to the invention for distance measurement and more particularly amplitude and phase tracking of incident intensity-modulated electromagnetic radiation possible.
  • Des Weiteren weist ein erfindungsgemäßer Detektor in einer Ausführungsform eine mit den Auslesegates verbundene Auslesegatesteuereinrichtung zum Anlegen und Steuern einer konstanten Spannung an die Auslesegates auf. Furthermore, an inventive detector, in one embodiment, connected to the readout gates readout gate control means for applying and controlling a constant voltage to the selection gate on. Konstante Spannung meint zeitlich konstante Spannung im Gegensatz zu der zeitlich variierenden Modulationsspannung an den Modulationsgates. Said constant voltage time constant tension as opposed to the time-varying modulation voltage to the modulation gates. Mittels einer solchen konstanten Spannung an den Auslesegates können diese auf ein Potentialminimum gegenüber dem durch die Modulationsspannung erzeugten Potentialgefälle gesetzt werden. By means of such a constant voltage to the read-out gates, they can be set to a potential minimum relative to the signal generated by the modulation voltage potential gradient. Dadurch wird erreicht, dass alle entlang des Potentialgefälles verschobenen Photoladungsträger in den Substratbereich unterhalb eines Auslesegates am Fuß des Potentialgefälles gelangen und dort angesammelt werden. It is thereby achieved that all shifted along the potential gradient photocarriers in the substrate and reach the area below a readout gate at the foot of potential gradient are accumulated there. Insbesondere werden die dort gesammelten Ladungsträger im Falle eines zeitlich konstanten Potentialminimums gegenüber einer erneuten Verschiebung unter dem Einfluss der Modulationsspannung abgeschirmt und die Ladungsträger bewegen sich, nachdem sie einmal unter ein Auslesegates gelangt sind, im Wesentlichen nur noch entlang der Längsrichtung der Auslesegates. In particular, the collected there carriers in the case of a time-constant potential minimum relative to a re-shift are screened under the influence of the modulation voltage and the charge carriers move after they are once passes under a read-out gates, essentially only along the longitudinal direction of the readout gate.
  • In einer Ausführungsform ist die Auslesegatesteuereinrichtung ausgestaltet zum Anlegen und Steuern einer konstanten Spannung an die Auslesegates, wobei die Spannung jeweils ein in Längsrichtung des Auslesegates zu dem Ausleseknoten, der die angesammelten Photoladungsträger des Auslesegates im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest, hin abfallendes Potentialgefälle aufweist. In one embodiment, the readout gate control means is arranged for applying and controlling a constant voltage to the read-out gates, wherein each of the voltage having a to the readout node which reads the accumulated photo carriers of the read gate in the operation of the semiconductor device toward sloping in the longitudinal direction of the readout gate potential gradient. Aufgrund eines solchen Potentialgefälles ergibt sich unterhalb des Auslesegates ein Driftfeld in Richtung des Ausleseknotens, wodurch der Ladungsträgertransport zusätzlich beschleunigt wird und somit in Kombination mit geeignet modulierten Modulationsspannungen die Ladungsträgertrennung weiter verbessert werden kann. Due to such a potential gradient, a drift field in the direction of the read-out node, whereby the charge carrier transport is further accelerated, and hence the charge carrier separation can be further improved in combination with suitably modulated modulation voltages obtained under the readout gate.
  • In einer Ausführungsform ist die Auslesesteuereinrichtung mit den Auslesegates jeweils an den beiden gegenüberliegenden längsseitigen Enden des Auslesegates verbunden. In one embodiment, the readout control means is connected to the read gates respectively at the two opposite longitudinal ends of the readout gate. Mittels einer derartigen Verbindung wird bei Anlegen unterschiedlicher Potentiale an die beiden Kontakte ein Potentialgefälle entlang des Auslesegates erzeugt, was die bereits dargelegten Vorteile mit sich bringt. By means of such a compound is generated upon application of different potentials to the two contacts a potential gradient along the readout gate, which provides the advantages already set out with it. In einer weiteren Ausführungsform ist die Auslesesteuereinrichtung mit den Auslesegates zusätzlich zwischen zwei benachbarten Ausleseknoten verbunden. In another embodiment, the readout controller with the readout gate is additionally connected between two adjacent readout node. Mittels einer derartigen Verbindung kann das Potential zwischen den beiden benachbarten Ausleseknoten angehoben werden und somit ein Potentialgefälle entlang des Auslesegates zu den beiden Ausleseknoten hin erzeugt werden. By means of such a compound, the potential between the two adjacent readout node can be raised and thus a potential gradient along the read-out gates to the two read nodes are created out.
  • Bei einer Ausführungsform weist der erfindungsgemäße Detektor zur Entfernungsmessung eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementen auf, die nebeneinander angeordnet sind, sodass sie eine Pixelmatrix bilden, und Mittel zum Erfassen der über die einzelnen Ausleseknoten jeweils ausgelesenen Photoladungsträgersummen. In one embodiment, the inventive detector for measuring distance includes a plurality of semiconductor devices according to the invention, which are arranged side by side so that they form a matrix of pixels, and means for detecting the readout of the individual nodes in each case read out photocarriers sums. Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn mehrere erfindungsgemäße Halbleiterbauelemente auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind und somit ein Pixelarray bilden. It is particularly advantageous when a plurality of semiconductor devices according to the invention are arranged on a common semiconductor substrate in a row next to each other and thus form a pixel array. Insbesondere vorteilhaft ist es hierbei, wenn sich benachbart in einer Reihe nebeneinander angeordnete Halbleiterbauelemente jeweils ein Auslesegate und die Ausleseknoten teilen, welche die unter diesem Auslesegate angesammelten Ladungsträger im Betrieb des Halbleiterbauelements auslesen. It is particularly advantageous in this case if adjacent in a row of juxtaposed semiconductor devices each share a read-out gate and the read-out node, which read out the accumulated under this readout gate charge carriers in operation of the semiconductor device.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft einen Sensor zur dreidimensionalen Bilderfassung, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er einen erfindungsgemäßen Detektor, eine Abbildungsoptik zur Projektion einfallender elektromagnetischer Strahlung auf den Detektor und Mittel zum Auswerten der erfassten Messsignale aufweist. An embodiment of the invention relates to a sensor for three-dimensional imaging, which is characterized in that it comprises a detector according to the invention, an optical imaging system for projecting incident electromagnetic radiation on the detector, and means for evaluating the recorded measurement signals. Mittels der Abbildungsoptik kann die von Umgebungsobjekten zum Sensor hin reflektierte intensitätsmodulierte elektromagnetische Strahlung effektiv auf das Halbleitersubstrat der Halbleiterbauelemente abgebildet werden, wobei die Sensorfläche durch das Halbleitersubstrat der Halbleiterbauelemente gebildet wird. By means of the imaging optics can be effectively imaged reflected from surrounding objects towards the sensor intensity-modulated electromagnetic radiation on the semiconductor substrate of the semiconductor devices, wherein the sensor surface is formed by the semiconductor substrate of the semiconductor devices. Durch die Mittel zum Auswerten der erfassten Messsignale können die an den einzelnen Ausleseknoten ausgelesenen Photoladungsträgersummen derart ausgewertet werden, dass durch Differenzbildung die Amplituden- und Phaseninformationen der einfallenden intensitätsmodulierten elektromagnetischen Strahlung erfasst und daraus die Entfernungsinformationen der die intensitätsmodulierte Strahlung reflektierenden Objekte ermittelt werden. By the means for evaluating the detected measurement signals read out at the individual readout node photocarriers sums can be evaluated in such a way that detects the amplitude and phase information of the incident intensity-modulated electromagnetic radiation by difference and the distance information of the intensity-modulated radiation reflective objects are determined therefrom.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und den dazugehörigen Figuren. Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and the associated figures. Es zeigen: Show it:
  • 1 1 eine erste schematische Darstellung zweier nebeneinander angeordneter Halbleiterbauelemente in Draufsicht, a first schematic representation of two juxtaposed semiconductor devices in plan view,
  • 2 2 eine zweite schematische Darstellung zweier nebeneinander angeordneter Halbleiterbauelemente in Draufsicht, a second schematic representation of two juxtaposed semiconductor devices in plan view,
  • 3 3 eine dritte schematische Darstellung zweier nebeneinander angeordneter Halbleiterbauelemente in Draufsicht, a third schematic representation of two juxtaposed semiconductor devices in plan view,
  • 4 4 eine vierte schematische Darstellung zweier nebeneinander angeordneter Halbleiterbauelemente in Draufsicht, a fourth diagrammatic representation of two juxtaposed semiconductor devices in plan view,
  • 5 5 eine fünfte schematische Darstellung zweier nebeneinander angeordneter Halbleiterbauelemente in Draufsicht, a fifth schematic representation of two juxtaposed semiconductor devices in plan view,
  • 6 6 eine sechste schematische Darstellung zweier nebeneinander angeordneter Halbleiterbauelemente in Draufsicht, a sixth schematic representation of two juxtaposed semiconductor devices in plan view,
  • 7 7 eine siebte schematische Darstellung zweier nebeneinander angeordneter Halbleiterbauelemente in Draufsicht, a seventh schematic view of two juxtaposed semiconductor devices in plan view,
  • 8 8th eine achte schematische Darstellung zweier nebeneinander angeordneter Halbleiterbauelemente in Draufsicht, an eighth schematic representation of two juxtaposed semiconductor devices in plan view,
  • 9a 9a eine schematische Darstellung eines Schnitts senkrecht zur Längsachse der Gates durch ein Halbleiterbauelement, a schematic representation of a section perpendicular to the longitudinal axis of the gate by a semiconductor component,
  • 9b 9b eine schematische Darstellung des Potentialverlaufs im Halbleitersubstrat des Halbleiterbauelements in a schematic representation of the potential profile in the semiconductor substrate of the semiconductor device in 9a 9a und and
  • 9c 9c eine schematische Draufsicht auf einen Ausschnitt des Halbleiterbauelements in a schematic plan view of a section of the semiconductor device in 9a 9a . ,
  • In In 1 1 ist eine schematische Draufsicht auf zwei nebeneinander angeordnete Halbleiterbauelemente is a schematic plan view of two juxtaposed semiconductor devices 1 1 , . 1' 1' dargestellt, wobei das erste Halbleiterbauelement shown, wherein the first semiconductor component 1 1 drei streifenförmige parallel nebeneinander angeordnete Modulationsgates three parallel strip-shaped juxtaposed modulation gates 3 3 , . 4 4 , . 5 5 sowie zwei streifenförmige in Längsrichtung parallel zueinander angeordnete Auslesegates and two strip-shaped parallel to each other in the longitudinal direction arranged readout gates 6 6 , . 7 7 aufweist. having. Die Modulationsgates The modulation gates 3 3 , . 4 4 , . 5 5 sind zwischen den Auslesegates are between the selection gates 6 6 , . 7 7 angeordnet. arranged. Beide Auslesegates Both Elite Gates 6 6 , . 7 7 weisen jeweils an einem längsseitigen Ende einen Ausleseknoten each have at one longitudinal end of a readout node 8 8th , . 9 9 auf. on. Die Länge L AG der Auslesegates The length L of the readout AG Gates 6 6 , . 7 7 zusammen mit der Länge L AK der Ausleseknoten together with the length L of the readout node AK 8 8th , . 9 9 ist gleich der Länge L MG der Modulationsgates is equal to the length L of the modulation gates MG 3 3 , . 4 4 , . 5 5 . , Darüber hinaus ist die Länge L AG der Auslesegates In addition, the length L of the readout AG Gates 6 6 , . 7 7 größer als die Kanallänge ∆ AG . greater than the channel length Δ AG. Somit weisen die Punkte auf den den Ausleseknoten Thus, the dots have to the readout node 8 8th , . 9 9 gegenüberliegenden Enden der Auslesegates opposite ends of the read-out gates 6 6 , . 7 7 einen minimalen Abstand ∆ min zu dem jeweiligen Ausleseknoten a minimum distance Δ min to the respective readout node 8 8th , . 9 9 auf, der gleich der Länge L AG der Auslesegates to equal to the length L of the readout AG Gates 6 6 , . 7 7 ist und somit größer als die Kanallänge ∆ AG und insbesondere größer als die halbe Kanallänge ∆ AG . and is thus larger than the channel length Δ AG and in particular greater than half the channel length Δ AG. In der dargestellten Ausführungsform weisen alle drei Modulationsgates In the illustrated embodiment, all three modulation gates 3 3 , . 4 4 , . 5 5 gleiche Form und Maße auf. same shape and dimensions on. Ebenso sind die Formen der beiden Auslesegates Also, the shapes of the two read-out gates 6 6 , . 7 7 zueinander gleich, wie auch die Formen der beiden Ausleseknoten equal to each other, as well as the shapes of the two readout node 8 8th , . 9 9 zueinander gleich sind. equal to each other. Dabei weisen die beiden Ausleseknoten In this case, the two readout node 8 8th , . 9 9 jeweils eine rechteckige Grundform auf mit einer Breite B AK , die gleich der Breite B AG der Auslesegates each have a rectangular basic shape with a width B AK, the same as the width B of the readout gate AG 6 6 , . 7 7 aber kleiner als die Länge L AK der Ausleseknoten but smaller than the length L of the readout node AK 8 8th , . 9 9 ist. is. Die Breite B MG der Modulationsgates The width B of the modulation gates MG 3 3 , . 4 4 , . 5 5 ist größer als die Breite B AG der Auslesegates is greater than the width B of the readout gate AG 6 6 , . 7 7 . , Das Halbleiterbauelement The semiconductor device 1 1 ist bezüglich der Mittellängsachse des Modulationsgates is relative to the central longitudinal axis of the modulation gates 5 5 achsensymmetrisch. axially symmetrical. Neben dem ersten Halbleiterbauelement In addition to the first semiconductor device 1 1 ist ein zweites Halbleiterbauelement a second semiconductor device 1' 1' mit drei Modulationsgates three modulation gates 3' 3 ' , . 4' 4 ' , . 5' 5 ' , zwei Auslesegates , Two read gates 6' 6 ' , . 7' 7 ' und zwei Ausleseknoten and two readout node 8' 8th' , . 9' 9 ' dargestellt. shown. Dabei weist das zweite Halbleiterbauelement In this case, the second semiconductor device 1' 1' gleiche technische Merkmale wie das erste Halbleiterbauelement same technical features as the first semiconductor device 1 1 auf, wobei jeweils gleiche gestrichelte und ungestrichelte Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen. , wherein each dashed same and ungestrichelte reference numerals denote like elements. Mithin sind die beiden Halbleiterbauelemente Thus, the two semiconductor components 1 1 , . 1' 1' achsensymmetrisch bezüglich der Mittellängsachse des Auslesegates axisymmetrical with respect to the central longitudinal axis of the readout gate 7 7 / / 7' 7 ' . , Die beiden nebeneinander angeordneten Halbleiterbauelemente The two adjacent semiconductor devices 1 1 , . 1' 1' teilen sich das zwischen ihnen angeordnete Auslesegate share the readout gate arranged between them 7 7 / / 7' 7 ' und den dazugehörigen Ausleseknoten and the associated readout node 9 9 / / 9' 9 ' . , Hierfür sind beide Halbleiterbauelemente These are both semiconductor devices 1 1 , . 1' 1' auf einem gemeinsamen photoleitfähigen Halbleitersubstrat on a common semiconductor substrate photoconductive 2 2 (nicht gezeigt) angeordnet. (Not shown). Die Modulationsgates The modulation gates 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' werden jeweils mit einer Modulationsspannung U mod beaufschlagt, wobei die Phasendifferenz zwischen Modulationsgate are each provided with a modulation voltage U mod applied, wherein the phase difference between modulation Gate 3 3 und and 4 4 bzw. or. 3' 3 ' und and 4' 4 ' jeweils 180° beträgt. in each case 180 °. Die Spannung des Mittelgates The voltage of the middle gate 5 5 , . 5' 5 ' wird zwar jeweils konstant gehalten, ist aber als mittlere Potentialstufe zwischen den beiden Potentialstufen der Modulationsgates is indeed kept constant in each case, but as the intermediate level of potential between the two levels of potential of the modulation gates 3 3 und and 4 4 bzw. or. 3' 3 ' und and 4' 4 ' , um die die Potentialdifferenz zwischen den Modulationsgates By which the potential difference between the modulation gates 3 3 und and 4 4 bzw. or. 3' 3 ' und and 4' 4 ' variiert, Teil des Potentialgefälles. varied, part of the potential gradient. Um das Auslesegate To the readout gate 7 7 / / 7' 7 ' und den Ausleseknoten and the readout node 9 9 / / 9' 9 ' für beide Halbleiterbauelemente for both semiconductor components 1 1 , . 1' 1' zu verwenden, werden die beiden Modulationsgates to use the two modulation gates 4 4 und and 4' 4 ' mit phasengleichen Modulationsspannungen U mod beaufschlagt. subjected to phase modulation voltages U mod. Mithin bildet die Mittellängsachse des Auslesegates Thus forms the central longitudinal axis of the readout gate 7 7 / / 7' 7 ' auch eine Symmetrieachse des unterhalb der beiden Halbleiterbauelemente also an axis of symmetry below the two semiconductor components 1 1 , . 1' 1' in dem gemeinsamen photoleitfähigen Halbleitersubstrat in the common photoconductive semiconductor substrate 2 2 (nicht gezeigt) erzeugten Potentialverlaufs. (Not shown) the potential profile produced. In dem photoleitfähigen Halbleitersubstrat In the photoconductive semiconductor substrate 2 2 (nicht gezeigt) erzeugte Photoladungsträger werden durch die angelegte Modulationsspannungen U mod entlang der Potentialgefälle jeweils zu den zu diesem Zeitpunkt am Fuß des Potentialgefälles angeordneten Auslesegate (not shown) photocarriers generated are mod along the potential gradient respectively to the disposed at this time at the bottom of the potential gradient read-out gate by the applied modulation voltages U 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' verschoben und unter diesen angesammelt. shifted and accumulated under these. Sodann werden diese Photoladungsträger entlang der Längsrichtung der Auslesegates Then, this photo carriers along the longitudinal direction of the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' zu den Ausleseknoten to the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' hin weiter verschoben und über die Ausleseknoten towards further displaced and the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' ausgelesen, bzw. in der dargestellten Ausführungsform durch die Potentialdifferenzen in Folge der Modulationsspannungen U mod teilweise auch direkt zu dem Ausleseknoten read out, and in the illustrated embodiment, by the potential differences due to the modulation voltages U mod partially also directly to the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' verschoben und von diesen ausgelesen. moved to and read from them.
  • In In 2 2 ist eine Draufsicht auf zwei nebeneinander angeordnete erfindungsgemäße Halbleiterbauelemente is a plan view of two juxtaposed semiconductor devices according to the invention 1 1 , . 1' 1' gezeigt, die sich von der in shown, which differs from the in 1 1 gezeigten Anordnung lediglich dadurch unterscheidet, dass in Arrangement shown only differs in that in 2 2 die Ausleseknoten the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' in Längsrichtung der Auslesegates in the longitudinal direction of the readout gate 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' jeweils in der Mitte zwischen diesen angeordnet sind und die Auslesegates are each arranged in the middle between them and the readout gate 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' somit jeweils in zwei getrennte entlang einer gemeinsamen Längsachse angeordnete Auslesegates Thus, in each case in two separate disposed along a common longitudinal axis readout gates 61 61 und and 62 62 bzw. or. 71 71 / / 71' 71 ' und and 72 72 / / 72' 72 ' bzw. or. 61' 61 ' und and 62' 62 ' teilen. divide. Die vorliegende Ausführungsform ist mithin auch achsensymmetrisch bezüglich einer gedachten Symmetrieachse, die durch die Mittelpunkte der Ausleseknoten The present embodiment is therefore also axially symmetrical with respect to an imaginary axis of symmetry through the center points of the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' verläuft. runs. Die maximale von den Photoladungsträgern zurückzulegende Wegstrecke entlang der Auslesegates The maximum zurückzulegende of the photocarriers distance along the readout gates 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' beträgt lediglich die Hälfte im Vergleich zu der in only half is compared to that in 1 1 dargestellten Ausführungsform, was ein schnelleres Auslesen der angesammelten Ladungsträger erlaubt. Illustrated embodiment, which allows a faster readout of the accumulated charge carriers. Die Punkte auf den den Ausleseknoten The items on the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' gegenüberliegenden Enden der Auslesegates opposite ends of the read-out gates 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' weisen also einen minimalen Abstand ∆ min zu dem jeweiligen Ausleseknoten thus have a minimum distance Δ min to the respective readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' auf, der halb so groß ist wie der im Falle der Ausführungsform in , which is half as large as that in the case of the embodiment in 1 1 . , Jedoch ist die Länge L AG der Auslesegates However, the length L of the readout AG Gates 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' größer als die halbe Kanallänge ∆ AG . greater than half the channel length Δ AG. Somit weisen auch die Punkte auf den den Ausleseknoten Thus, the dots have to the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' gegenüberliegenden Enden der Auslesegates opposite ends of the read-out gates 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' einen minimalen Abstand ∆ min zu dem jeweiligen Ausleseknoten a minimum distance Δ min to the respective readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' auf, der größer ist als die halbe Kanallänge ∆ AG . , which is greater than half the channel length Δ AG.
  • 3 3 zeigt eine Draufsicht auf zwei nebeneinander angeordnete erfindungsgemäße Halbleiterbauelemente shows a plan view of two juxtaposed semiconductor devices according to the invention 1 1 , . 1' 1' , die sich von der in That from that in 1 1 gezeigten Anordnung dadurch unterscheidet, dass in Längsrichtung an beiden Enden der Auslesegates Arrangement shown differs in that in the longitudinal direction at both ends of the read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' jeweils ein Ausleseknoten each a readout node 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' angeordnet ist. is arranged. Somit weisen die Halbleiterbauelemente Thus have the semiconductor devices 1 1 , . 1' 1' für jedes Auslesegates for each read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' jeweils zwei Ausleseknoten two readout node 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' auf. on. Dabei weisen die Ausleseknoten Here, have the readout node 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' alle jeweils die gleiche quadratische Grundform auf mit einer Breite B AK , die gleich der Länge L AK der Ausleseknoten all each have the same square shape with a width B AK, the same as the length L of the readout node AK 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' ist. is. Die Ausführungsform ist achsensymmetrisch bezüglich einer gedachten Symmetrieachse, die durch die Mittelpunkte zwischen den Ausleseknoten The embodiment is axisymmetrical with respect to an imaginary axis of symmetry through the center points between the readout node 81 81 und and 82 82 , . 91 91 / / 91' 91 ' und and 92 92 / / 92' 92 ' sowie as 81' 81 ' und and 82' 82 ' verläuft und somit identisch mit den Mittelquerachsen der Auslesegates extends and thus identical to the center transverse axis of the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' sowie der Modulationsgates and the modulation gates 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' , . 5 5 , . 5' 5 ' ist. is. Darüber hinaus ist die Länge L AG der Auslesegates In addition, the length L of the readout AG Gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' größer als die Kanallänge ∆ AG . greater than the channel length Δ AG. Somit weisen die Punkte auf den Mittelquerachsen der Auslesegates Thus, the points have the central transverse axis of the readout gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , dh auf den Auslesegates Ie on the readout gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' in der Mitte zwischen den Ausleseknoten in the middle between the readout node 81 81 und and 82 82 , . 91 91 / / 91' 91 ' und and 92 92 / / 92' 92 ' bzw. or. 81' 81 ' und and 82' 82 ' einen minimalen Abstand ∆ min zu dem jeweiligen Ausleseknoten a minimum distance Δ min to the respective readout node 81 81 und and 82 82 , . 91 91 / / 91' 91 ' und and 92 92 / / 92' 92 ' bzw. or. 81' 81 ' und and 82' 82 ' auf, der die Hälfte der Länge L AG der Auslesegates on which half the length L of the readout AG Gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' beträgt und demnach größer ist als die halbe Kanallänge ∆ AG . and is therefore greater than half the channel length Δ AG.
  • Die in In the 4 4 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich gegenüber der Ausführungsform in Embodiment shown differs from the embodiment in 1 1 lediglich dadurch, dass die Auslesegates only in that the read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' breiter sind und gleiche Länge L AG wie die Modulationsgates are wider and equal length L AG as the modulation gates 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' , . 5 5 , . 5' 5 ' aufweisen, dh L AG ist gleich L MG . have, ie, L is equal to AG L MG. Dabei ist die Breite B AG der Auslesegates The width B of the readout gate AG 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' größer als die Breite B AK der Ausleseknoten greater than the width B of the readout node AK 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' . , Die Ausleseknoten The readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' sind jeweils in einer Aussparung are each in a recess 10 10 , . 10' 10 ' , . 11 11 , . 11' 11 ' am längsseitigen Ende der Auslesegates the longitudinal end of the readout gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' angeordnet. arranged. Somit werden die Ausleseknoten Thus, the readout node are 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' an drei Seiten von den Auslesegates on three sides by the read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' umgriffen und insbesondere modulationsgateseitig durch die Auslesegates and in particular encompassed by the readout gate side modulation Gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' gegenüber einem Übergreifen der an den Modulationsgates with respect to a spreading of the modulation gates 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' , . 5 5 , . 5' 5 ' angelegten Modulationsspannungen U mod abgeschirmt. applied modulation voltages U mod shielded.
  • In In 5 5 werden zwei nebeneinander angeordnete erfindungsgemäße Halbleiterbauelemente two juxtaposed semiconductor devices according to the invention 1 1 , . 1' 1' in einer Draufsicht dargestellt, wobei sich die Halbleiterbauelemente shown in a plan view, with the semiconductor devices 1 1 , . 1' 1' sowie deren Anordnung gegenüber den in and their arrangement with respect to the in 4 4 gezeigten lediglich dadurch unterscheiden, dass die Ausleseknoten shown only in different that the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' in Längsrichtung der Auslesegates in the longitudinal direction of the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' jeweils in der Mitte in einer Aussparung respectively in the middle in a recess 10 10 , . 10' 10 ' , . 11 11 , . 11' 11 ' in denselben angeordnet sind. are arranged in the same. Mithin ist diese Ausführungsform zusätzlich achsensymmetrisch bezüglich einer gedachten Symmetrieachse, die durch die Mittelpunkte der Ausleseknoten Thus, this embodiment is additionally axially symmetrical with respect to an imaginary axis of symmetry through the center points of the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' verläuft. runs. Die Ausleseknoten The readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' werden in diesem Fall vollständig von den Auslesegates are fully described in this case by elite Gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' umschlossen. enclosed. Durch die Anordnung in Längsrichtung der Auslesegates By the arrangement in the longitudinal direction of the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' in der Mitte werden im vorliegenden Fall die maximalen von den gesammelten Photoladungsträgern zurückzulegenden Wegstrecken unter den Auslesegates in the middle, in the present case, the maximum distance to be traveled by the charge carriers collected Photo distances among the readout gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' gegenüber der in over that in 4 4 dargestellten Ausführungsform halbiert. Embodiment shown halved. Die Punkte auf den den Ausleseknoten The items on the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' gegenüberliegenden Enden der Auslesegates opposite ends of the read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' weisen einen minimalen Abstand ∆ min zu dem jeweiligen Ausleseknoten have a minimum distance Δ min to the respective readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' auf, der halb so groß ist wie der im Falle der Ausführungsform in , which is half as large as that in the case of the embodiment in 4 4 . , Dabei ist die Länge L AG der Auslesegates The length L of the readout AG Gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' wiederum größer als die halbe Kanallänge ∆ AG und somit der minimale Abstand ∆ min der Punkte auf den den Ausleseknoten in turn, greater than half the channel length Δ AG and thus the minimum distance Δ min of the points on the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' gegenüberliegenden Enden der Auslesegates opposite ends of the read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' zu dem jeweiligen Ausleseknoten to the respective readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' größer ist als die halbe Kanallänge ∆ AG . is greater than half the channel length Δ AG.
  • Die in In the 6 6 dargestellte Ausführungsform zeigt ebenfalls zwei nebeneinander angeordnete erfindungsgemäße Halbleiterbauelemente Illustrated embodiment also shows two juxtaposed semiconductor devices according to the invention 1 1 , . 1' 1' in einer Draufsicht. in a plan view. Hierbei unterscheidet sich die dargestellte Ausführungsform von der in Here, the illustrated embodiment of the in different 5 5 gezeigte dadurch, dass neben den in der Mitte der Auslesegates shown that, in addition to at the center of the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' in einer Aussparung in a recess 10 10 , . 10' 10 ' , . 11 11 , . 11' 11 ' angeordneten Ausleseknoten arranged readout node 82 82 , . 82' 82 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' zusätzlich in Längsrichtung jeweils an beiden längsseitigen Enden der Auslesegates additionally in the longitudinal direction along side each at both ends of the read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' jeweils ein Ausleseknoten each a readout node 81 81 , . 81' 81 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' in gleicher Weise wie die Ausleseknoten in the same manner as the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' in in 4 4 angeordnet ist. is arranged. Somit weisen die Halbleiterbauelemente Thus have the semiconductor devices 1 1 , . 1' 1' für jedes Auslesegates for each read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' jeweils drei Ausleseknoten three readout node 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' auf. on. Dabei weisen die Ausleseknoten Here, have the readout node 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' alle jeweils die gleiche quadratische Grundform auf mit einer Breite B AK , die gleich der Länge L AK der Ausleseknoten all each have the same square shape with a width B AK, the same as the length L of the readout node AK 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ist. is. Darüber hinaus sind die Abstände benachbarter Ausleseknoten In addition, the distances between adjacent readout node 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' größer als die Kanallänge ∆ AG . greater than the channel length Δ AG. Somit weisen die Punkte auf den Auslesegates Thus, the dots have the read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' in der Mitte zwischen benachbarten Ausleseknoten in the middle between adjacent readout node 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' einen minimalen Abstand ∆ min zu den jeweiligen benachbarten Ausleseknoten a minimum distance Δ min to the respective adjacent readout node 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' auf, der größer ist als die halbe Kanallänge ∆ AG . , which is greater than half the channel length Δ AG.
  • In In 7 7 sind zwei nebeneinander angeordnete Halbleiterbauelemente Two juxtaposed semiconductor devices 1 1 , . 1' 1' in einer Draufsicht zu sehen, wobei sich die dargestellten Halbleiterbauelemente seen in a plan view, with the semiconductor devices shown 1 1 , . 1' 1' gegenüber den in in relation to the 1 1 dargestellten Halbleiterbauelementen Semiconductor devices shown 1 1 , . 1' 1' dadurch unterscheiden, dass sie am ausleseknotenseitigen Ende trichterförmig erweitert sind, dh sie jeweils einen ersten Abschnitt differ in that they are expanded in a funnel shape at the readout node side end, ie they each have a first portion 12 12 , . 12' 12 ' , . 13 13 , . 13' 13 ' aufweisen, dessen Breite B AG gleich der Breite B AK der Ausleseknoten have whose width B AG equal to the width B of the readout node AK 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' ist, und einen zweiten Abschnitt , and a second portion 14 14 , . 14' 14 ' , . 15 15 , . 15' 15 ' , der sich zu den Ausleseknoten Extending to the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' hin symmetrisch und konstant verbreitert. symmetrically towards and constantly broadened. Dabei erreicht der zweite Abschnitt Here, the second portion reaches 14 14 , . 14' 14 ' , . 15 15 , . 15' 15 ' eine maximale Breite jeweils auf Höhe der Ausleseknoten a maximum width at the level of each readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' und verläuft von dort bis zum Ende der Auslesegates and runs from there to the end of the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' mit konstanter maximaler Breite. with constant maximum width. Mithin werden die Ausleseknoten Consequently, the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' im Vergleich zu der Ausführungsform in compared to the embodiment in 1 1 nicht nur an einer Seite, sondern vielmehr an drei Seiten von den Auslesegates not only on one side, but rather on three sides by the read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' in den Aussparungen in the recesses 10 10 , . 10' 10 ' , . 11 11 , . 11' 11 ' umgriffen. encompassed. Insbesondere werden die Ausleseknoten In particular, the readout node are 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' modulationsgateseitig gegenüber den benachbarten Modulationsgates modulation gate side relative to the adjacent modulation gates 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' durch die Auslesegates by the readout gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' gegen ein Übergreifen der Modulationsspannung U mod abgeschirmt. against the spread of the modulating voltage U mod shielded. Für einen kompakten Aufbau der Halbleiterbauelemente For a compact design of semiconductor devices 1 1 , . 1' 1' mit einer möglichst maximalen von den Modulationsgates with a maximum possible by the modulation gates 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' , . 5 5 , . 5' 5 ' überdeckten Halbleitersubstratfläche covered semiconductor substrate surface 2 2 (nicht gezeigt) verbindet die Ausführungsform in (Not shown) connects the embodiment in 7 7 die Vorteile schmaler Auslesegates the benefits of narrow elite Gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , wie sie in As in 1 1 dargestellt sind, und einer dreiseitigen Abschirmung der Ausleseknoten are shown, and a three-sided shielding of the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' durch die Auslesegates by the readout gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' einer Ausführungsform, wie sie in one embodiment, as shown in 4 4 dargestellt ist. is shown. Insbesondere weisen die zu den Auslesegates In particular, the gates to elite 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' benachbarten Modulationsgates neighboring modulation gates 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' auslesegateseitig auf Höhe der zweiten Abschnitte readout gate side at the level of the second portions 14 14 , . 14' 14 ' , . 15 15 , . 15' 15 ' der Auslesegates the readout gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' jeweils eine Aussparung each have a recess 16 16 , . 16' 16 ' , . 17 17 , . 17' 17 ' auf. on. Dabei sind die Formen der Aussparungen Here, the shapes of the recesses 16 16 , . 16' 16 ' , . 17 17 , . 17' 17 ' identisch zu den im Vergleich zu den Ausführungsformen in identical to those in comparison to the embodiments in 1 1 zusätzlichen Abschnitten der Auslesegates additional portions of the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' . , Somit verlaufen die benachbarten Seitenkanten der Auslesegates Thus run the adjacent side edges of the read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' und der Modulationsgates and the modulation gates 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' jeweils parallel zueinander. parallel to each other.
  • In In 8 8th werden zwei benachbarte Halbleiterbauelemente are two adjacent semiconductor devices 1 1 , . 1' 1' dargestellt, wobei die Auslesegates shown, wherein the read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' wiederum trichterförmig ausgestaltet sind und wobei die Ausleseknoten in turn are funnel-shaped and wherein the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' in Längsrichtung der Auslesegates in the longitudinal direction of the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' in der Mitte in Aussparungen in the middle in recesses 10 10 , . 10' 10 ' , . 11 11 , . 11' 11 ' in denselben angeordnet sind. are arranged in the same. Mithin weisen die Auslesegates Therefore have the read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' in Längsrichtung an beiden Enden jeweils einen ersten Abschnitt in the longitudinal direction at both ends in each case a first portion 12 12 , . 12' 12 ' , . 13 13 , . 13' 13 ' auf, dessen Breite B AG gleich der Breite B AK der Ausleseknoten on whose width B AG equal to the width B of the readout node AK 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' ist, an den sich jeweils ein in Längsrichtung des Auslesegates is adjoined by a respective longitudinally of the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' in der Mitte angeordneter zweiter Abschnitt disposed in the middle second section 14 14 , . 14' 14 ' , . 15 15 , . 15' 15 ' anschließt. followed. Hierbei sind die beiden zweiten Abschnitte Here are the two second sections 14 14 , . 14' 14 ' , . 15 15 , . 15' 15 ' direkt ineinander übergehend angeordnet. directly merge into one another arranged. Die zu den Auslesegates The gates to elite 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' benachbarten Modulationsgates neighboring modulation gates 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' weisen wiederum auslesegateseitig angeordnete Aussparungen in turn have readout gate side recesses arranged 16 16 , . 16' 16 ' , . 17 17 , . 17' 17 ' für die trichterförmig ausgestalteten Abschnitte der Auslesegates for the funnel-shaped sections of the readout gate configured 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' mit den Ausleseknoten with the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' auf. on. Dabei sind die Formen der Aussparungen Here, the shapes of the recesses 16 16 , . 16' 16 ' , . 17 17 , . 17' 17 ' identisch zu den im Vergleich zu den Auslesegates identical to the compared to the readout gates 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' in der Ausführungsform in in the embodiment in 2 2 zusätzlichen Abschnitten der Auslesegates additional portions of the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' . , Somit verlaufen auch in dieser Ausführungsform die benachbarten Seitenkanten der Auslesegates Thus extend in this embodiment, the adjacent side edges of the read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' und der Modulationsgates and the modulation gates 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' jeweils parallel zueinander. parallel to each other. Mithin verbindet die Ausführungsform in Thus, the embodiment combines in 8 8th die Vorteile schmaler Auslesegates the benefits of narrow elite Gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , wie sie in As in 2 2 gezeigt sind, mit den Vorteilen einer allseitigen Abschirmung der in den Aussparungen are shown, with the advantages of an all-round screening in the recesses 10 10 , . 10' 10 ' , . 11 11 , . 11' 11 ' der Auslesegates the readout gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' angeordneten Ausleseknoten arranged readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 9 9 , . 9' 9 ' gegenüber den an den Modulationsgates compared to the to the modulation gates 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' , . 5 5 , . 5' 5 ' angelegten Modulationsspannungen U mod durch die Auslesegates applied modulation voltages U mod by the readout gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' . ,
  • In In 9a 9a ist ein schematischer Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauelement is a schematic section through an inventive semiconductor component 1 1 senkrecht zu den Längsachsen der Gates perpendicular to the longitudinal axes of the gates 3 3 , . 4 4 , . 6 6 , . 7 7 dargestellt. shown. Es sind zwei Auslesegates There are two read gates 6 6 und and 7 7 mit einem rechteckigen Querschnitt zu sehen, die auf einem Halbleitersubstrat to see with a rectangular cross section, on a semiconductor substrate 2 2 angeordnet sind. are arranged. Zwischen den beiden Auslesegates Between the two read gates 6 6 und and 7 7 sind zwei Modulationsgates two modulation gates 3 3 und and 4 4 gezeigt, die ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, wobei die Breite B MG der Modulationsgates shown, which also have a rectangular cross section, wherein the width B of the modulation gates MG 3 3 , . 4 4 jeweils deutlich größer ist als die Breite B AG der Auslesegates is in each case considerably greater than the width B of the readout gate AG 6 6 , . 7 7 . , Über den Auslesegates About the Elite Gates 6 6 , . 7 7 ist jeweils ein Abschirmelement is in each case a screening element 18 18 , . 19 19 mit recheckigem Querschnitt angeordnet, das undurchlässig ist für die zu erfassende elektromagnetische Strahlung und die Auslesegates arranged with rectangular cross section, that is opaque to the electromagnetic radiation to be detected and the read-out gates 6 6 , . 7 7 somit gegenüber dieser Strahlung abschirmt. thus shields against this radiation. Einfallende elektromagnetische Strahlung gelangt daher nur durch die als Photogates ausgestalteten Modulationsgates Therefore, incident electromagnetic radiation passes only through the configured as photogates modulation gates 3 3 , . 4 4 in das photoleitfähige Halbleitersubstrat in the photoconductive semiconductor substrate 2 2 und erzeugt dort proportional zu ihrer Intensität Photoladungsträger. and generates proportional to its intensity photocarriers. Der gezeigte Aufbau des Halbleiterbauelements The structure of the semiconductor device shown 1 1 ist achsensymmetrisch bezüglich einer gedachten Symmetrieachse, die in der Mitte zwischen den beiden Modulationsgates is axisymmetrical with respect to an imaginary axis of symmetry in the middle between the two modulation gates 3 3 und and 4 4 senkrecht zur Oberfläche des Halbleitersubstrats perpendicular to the surface of the semiconductor substrate 2 2 verläuft. runs. In In 9b 9b ist für die in is for in 9a 9a gezeigte Gateanordnung eine Momentaufnahme des durch die an die Modulationsgates Gate arrangement shown a snapshot of by the modulation gates 3 3 , . 4 4 angelegte Modulationsspannung U mod sowie die an die Auslesegates applied modulating voltage U mod, as well as to the readout gates 6 6 , . 7 7 angelegten gleichen zeitlich konstanten Auslesespannungen U AG erzeugten Potentials U(s) innerhalb des photoleitfähigen Halbleitersubstrats applied the same time constant readout voltages U AG generated potential U (s) within the photoconductive semiconductor substrate 2 2 dargestellt. shown. Das zeitlich variierende Potential U(s) ist eine Funktion des Ortes s in Querrichtung zu den Gates The time-varying potential U (s) is a function of the location s in a direction transverse to the gates 3 3 , . 4 4 , . 6 6 , . 7 7 . , Aufgrund der an die Auslesegates Because of the read-out gates 6 6 und and 7 7 angelegten Auslesespannung U AG befinden sich die Substratbereiche unterhalb der Auslesegates scale readout voltage U AG are the substrate regions below the selection gates 6 6 , . 7 7 jeweils auf einem Potentialminimum, wobei der Substratabschnitt unterhalb des Modulationsgates in each case at a potential minimum, wherein the substrate portion below the modulation gates 3 3 zum dargestellten Zeitpunkt auf einem Potentialmaximum und der Potentialabschnitt unter dem Modulationsgate to the point in time depicted on a maximum potential and the potential portion under the gate modulation 4 4 auf einer im Verhältnis dazu tieferen Potentialstufe liegt. is located at a deeper level in relation to potential. In Folge der zeitlichen Variation der Modulationsspannung U mod variieren die Bereiche unterhalb der Modulationsgates In consequence of the time variation of the modulation voltage U mod vary the areas below the modulation gates 3 3 , . 4 4 wechselweise zwischen den beiden dargestellten Potentialstufen der Modulationsspannung U mod . alternately potential levels of the modulation voltage U mod shown between the two. Die im Halbleitersubstrat erzeugten Photoladungsträger werden jeweils von der Seite mit der höheren Potentialstufe zu der Seite mit der niedrigeren Potentialstufe hin das Potentialgefälle hinab verschoben. The photo-generated charge carriers in the semiconductor substrate are shifted from the side with the higher potential step to the side with the lower potential step toward the potential gradient down. Dabei werden sie unter dem Auslesegate They are under the readout gate 6 6 , . 7 7 gesammelt, das zu dem Modulationsgate collected, the gate to the modulation 3 3 , . 4 4 mit der momentan niedrigeren Potentialstufe benachbart angeordnet ist. is disposed adjacent to the currently lower potential level. In In 9c 9c ist ein Ausschnitt des in is a section of the in 9a 9a dargestellten Halbleiterbauelements Semiconductor device shown 1 1 in einer Draufsicht gezeigt, wobei die beiden Abschirmelemente shown in a plan view, the two shield members 18 18 , . 19 19 nicht gezeigt sind. are not shown. Zu sehen ist, dass die beiden Ausleseknoten It can be seen that the two readout node 8 8th , . 9 9 im vorliegenden Fall jeweils an ein Ende der Auslesegates in the present case each to one end of the readout gate 6 6 , . 7 7 anschließend in Längsrichtung der Gates then in the longitudinal direction of the gates 3 3 , . 4 4 , . 6 6 , . 7 7 unterhalb der Höhe der Modulationsgates below the level of the modulation gates 3 3 , . 4 4 und der Auslesegates and the readout gates 6 6 , . 7 7 angeordnet sind. are arranged. Die Auslesegates The readout Gates 6 6 , . 7 7 erstrecken sich dabei in Längsrichtung über die gleiche Länge wie die Modulationsgates in this case extend in the longitudinal direction over the same length as the modulation gates 3 3 , . 4 4 . , Die Ausleseknoten weisen einen rechteckigen Grundriss mit einer geringeren Breite B AK als die Breite B AG der Auslesegates The readout node have a rectangular outline having a width less than the width B AK B of the readout gate AG 6 6 , . 7 7 auf. on. Eine solche kompakte und im Verhältnis zu den Auslesegates Such a compact and in relation to the read-out gates 3 3 , . 4 4 kleine Fläche der hier gezeigten Ausleseknoten small area of ​​the readout node shown here 8 8th , . 9 9 führt zu einer hohen Ladungsträgerkonversionseffizienz. leads to a high charge conversion efficiency. Zugleich werden die Ausleseknoten At the same time, the readout node 8 8th , . 9 9 dadurch, dass sie nicht auf gleicher Höhe wie die Modulationsgates in that they do not at the same height as the modulation gates 3 3 , . 4 4 angeordnet sind, und dadurch, dass die Breite B AG der Auslesegates are arranged, and in that the width B of the readout gate AG 6 6 , . 7 7 größer ist als die Breite B AK der Ausleseknoten is greater than the width B of the readout node AK 8 8th , . 9 9 , effektiv gegen einem Übersprechen der Modulationsspannung U mod abgeschirmt. , Effective against crosstalk of the modulation voltage U mod shielded.
  • Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird daraufhingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den abhängigen Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebiger Zusammenstellung mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. For the purpose of original disclosure it is noted that all features as they will become apparent from the following description, the drawings and the dependent claims to a skilled person, even though they have been described specifically only in connection with certain other features, both singly and in any arrangement with another of the features disclosed herein or groups of features can be combined, unless this has been expressly excluded or technical factors make such combinations impossible or meaningless. Auf die zusammenfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen und die Betonung der Unabhängigkeit der einzelnen Merkmale voneinander wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet. only the brevity and readability of description is omitted, the summary explicit representation of all conceivable combinations of features and stressing the independence of the individual characteristics of each other here.
  • Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 1, 1' 1, 1 '
    Halbleiterbauelement Semiconductor device
    2 2
    Photoleitfähiges Halbleitersubstrat A photoconductive semiconductor substrate
    3, 3' 3, 3 '
    Erstes Modulationsgate First modulation gate
    4, 4' 4, 4 '
    Zweites Modulationsgate Second modulation gate
    5, 5' 5, 5 '
    Drittes Modulationsgate Third modulation gate
    6, 6' 6, 6 '
    Auslesegate elite gate
    61, 61' 61, 61 '
    Auslesegate elite gate
    62, 62' 62, 62 '
    Auslesegate (entlang gemeinsamer Längsachse mit Read-out gate (along common longitudinal axis with 61 61 , . 61' 61 ' ) )
    7, 7' 7, 7 '
    Auslesegate elite gate
    71, 71' 71, 71 '
    Auslesegate elite gate
    72, 72' 72, 72 '
    Auslesegate (entlang gemeinsamer Längsachse mit Read-out gate (along common longitudinal axis with 71 71 , . 71' 71 ' ) )
    8, 8' 8, 8 '
    Ausleseknoten readout node
    81, 81' 81, 81 '
    Ausleseknoten readout node
    82, 82' 82, 82 '
    Ausleseknoten readout node
    83, 83' 83, 83 '
    Ausleseknoten readout node
    9, 9' 9, 9 '
    Ausleseknoten readout node
    91, 91' 91, 91 '
    Ausleseknoten readout node
    92, 92' 92, 92 '
    Ausleseknoten readout node
    93, 93' 93, 93 '
    Ausleseknoten readout node
    10, 10' 10, 10 '
    Aussparung eines Auslesegates Recess of a readout gate
    11, 11' 11, 11 '
    Aussparung eines Auslesegates Recess of a readout gate
    12, 12' 12, 12 '
    Erster Abschnitt eines Auslesegates First portion of a read-out gates
    13, 13' 13, 13 '
    Erster Abschnitt eines Auslesegates First portion of a read-out gates
    14, 14' 14, 14 '
    Zweiter Abschnitt eines Auslesegates Second section of a readout Gates
    15, 15' 15, 15 '
    Zweiter Abschnitt eines Auslesegates Second section of a readout Gates
    16, 16' 16, 16 '
    Aussparung des ersten Modulationsgates Recess of the first modulation gates
    17, 17' 17, 17 '
    Aussparung des zweiten Modulationsgates Recess of the second modulation gates
    18 18
    Abschirmelement für ein Auslesegate Screening for a readout gate
    19 19
    Abschirmelement für ein Auslesegate Screening for a readout gate
    B AK B AK
    Ausleseknotenbreite Readout node width
    L AK L AK
    Ausleseknotenlänge Readout node length
    B AG B AG
    Auslesegatebreite Readout gate width
    L AG L AG
    Auslesegatelänge Readout gate length
    B MG B MG
    Modulationsgatebreite Modulation gate width
    L MG L MG
    Modulationsgatelänge Modulation gate length
    AG Δ AG
    Kanallänge channel length
    min Δ min
    Minimaler Abstand zwischen einem Punkt auf einem Auslesegate und dem zu dem Punkt nächstliegenden Ausleseknoten Minimum distance between a point on a read-out gate and the closest to the point readout node
    U mod U mod
    Modulationsspannung an den Modulationsgates Modulation voltage to the modulation gates
    U AG U AG
    Auslesespannung an den Auslesegates Readout voltage to the readout gates
    U(s) U (s)
    Potential im Halbleitersubstrat als Funktion von s Potential in the semiconductor substrate as a function of s
    s s
    Ort in Querrichtung zu den Gates Place in the transverse direction to the gates
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant is generated automatically and is included solely to inform the reader. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA is not liable for any errors or omissions.
  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
    • DE 102004016624 A1 [0004, 0005] DE 102004016624 A1 [0004, 0005]
    • DE 19821974 A1 [0005] DE 19821974 A1 [0005]

Claims (30)

  1. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) mit einem photoleitfähigen Halbleitersubstrat ( ) (With a photoconductive semiconductor substrate 2 2 ) und mindestens zwei Modulationsgates ( ) And at least two modulation gates ( 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' , . 5 5 , . 5' 5 ' ), wobei die Modulationsgates ( ), The modulation gates ( 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' , . 5 5 , . 5' 5 ' ) eine Länge (L MG ) aufweisen und in Längsrichtung parallel nebeneinander auf dem Substrat ( ) Has a length (L MG), and parallel (in the longitudinal direction next to each other on the substrate 2 2 ) angeordnet sind und wobei die Modulationsgates ( ) Are arranged and wherein the modulation gates ( 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' , . 5 5 , . 5' 5 ' ) ausgestaltet sind zum Erzeugen und Variieren einer Potentialdifferenz (U mod ) innerhalb des Substrats ( ) Are configured (for generating and varying a potential difference (U mod) within the substrate 2 2 ) zumindest zwischen Substratabschnitten, auf denen die Modulationsgates ( ) At least between the substrate portions on which the modulation gates ( 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' , . 5 5 , . 5' 5 ' ) angeordnet sind, wobei das Halbleiterbauelement ( ) Are arranged, wherein the semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) so ausgestaltet ist, dass einfallende elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise in einen Substratabschnitt zwischen und unterhalb der Modulationsgates ( ) Is configured such that incident electromagnetic radiation at least partially (in a substrate section between and below the modulation gates 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' , . 5 5 , . 5' 5 ' ) gelangen und dort Ladungsträger erzeugen kann, wobei das Halbleiterbauelement ( ) Enter and can there generate charge carriers, wherein the semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) mindestens zwei Auslesegates ( ) At least two selection gates ( 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) aufweist, wobei die Auslesegates ( ), Wherein the read-out gate ( 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) eine Länge (L AG ) aufweisen, die größer ist als ihre Breite (B AG ), und in Längsrichtung parallel zu den Modulationsgates ( ) Have a length (L AG), which is greater than its width (B AG), and (in the longitudinal direction parallel to the modulation gates 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' , . 5 5 , . 5' 5 ' ), die zwischen den Auslesegates ( ), Which (between the read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) angeordnet sind, in einem Abstand (∆ AG ) voneinander auf dem Substrat ( ) Are arranged at a distance (Δ AG) from each other on the substrate ( 2 2 ) angeordnet sind, wobei der Abstand (∆ AG ) der Auslesegates voneinander die Kanallänge des Halbleiterbauelements bildet, und wobei die Auslesegates ( ) Are arranged, wherein the distance (Δ AG) forms the read-out gates from each other, the channel length of the semiconductor device, and wherein the read-out gate ( 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) zum Ansammeln von Ladungsträgern in dem Substrat ( () For accumulating charge carriers in the substrate 2 2 ) unterhalb der Auslesegates ( ) Below the read-out gate ( 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) und zum Leiten der angesammelten Ladungsträgern in Längsrichtung der Auslesegates ( (), And for directing the accumulated charge carriers in the longitudinal direction of the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) eingerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement ( ) Are arranged, characterized in that the semiconductor component ( 1 1 , . 1' 1' ) für jedes Auslesegate ( ) (For each readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) mindestens einen Ausleseknoten ( ) At least one readout node ( 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) aufweist, wobei der Ausleseknoten ( ), Wherein the read-out node ( 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) an das Auslesegate ( ) (To the selection gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) angrenzend angeordnet und zum Auslesen der unterhalb des Auslesegates ( ) Positioned adjacent and to read out the (below the readout gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) in dem Substrat ( ) (In the substrate 2 2 ) angesammelten Ladungsträger eingerichtet ist und wobei der minimale Abstand (∆ min ) zwischen mindestens einem Punkt auf dem Auslesegate ( ) Accumulated carriers is arranged and wherein the minimum distance (Δ min) between at least one point (on the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) und dem diesem Punkt nächstliegenden Ausleseknoten ( ) And the readout node this point closest ( 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) größer als die halbe Kanallänge (∆ AG ) ist. ) Is greater than half the channel length (Δ AG) is.
  2. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der minimale Abstand (∆ min ) zwischen mindestens einem Punkt auf dem Auslesegate ( ) According to claim 1, characterized in that the minimum distance (Δ min) between at least one point (on the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) und dem diesem Punkt nächstliegenden Ausleseknoten ( ) And the readout node this point closest ( 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) größer als die Kanallänge (∆ AG ) und bevorzugt größer als die doppelte Kanallänge (∆ AG ) ist. ) Is greater than the channel length (Δ AG), and preferably greater than twice the channel length (Δ AG) is.
  3. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der minimale Abstand (∆ min ) zwischen mindestens einem Punkt auf dem Auslesegate ( ) According to claim 1 or 2, characterized in that the minimum distance (Δ min) between at least one point (on the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) und dem diesem Punkt nächstliegenden Ausleseknoten ( ) And the readout node this point closest ( 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) größer als 5 µm, bevorzugt größer als ) Is greater than 5 micrometers, preferably greater than 10 10 µm und besonders bevorzugt größer als microns, and more preferably greater than 20 20 µm ist. is .mu.m.
  4. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement ( ) According to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor component ( 1 1 , . 1' 1' ) für jedes Auslesegate ( ) (For each readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) genau einen Ausleseknoten ( ) Exactly one read-out node ( 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) aufweist. ) having.
  5. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B AG ) der Auslesegates ( ) According to one of the preceding claims, characterized in that the width (B AG) (the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) kleiner als ein Viertel der Kanallänge (∆ AG ), vorzugsweise kleiner als ein Fünftel und besonders bevorzugt kleiner als ein Sechstel der Kanallänge (∆ AG ) ist. ) Smaller than a quarter of the channel length (Δ AG) is preferably less than one fifth and more preferably less than a sixth of the channel length (Δ AG) is.
  6. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L AK ) des Ausleseknotens ( () According to any one of the preceding claims, characterized in that the length (L AK) of the read node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) kleiner ist als die Länge (L AG ) des Auslesegates ( ) Is smaller than the length (L AG) of the selection gate ( 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ), dessen angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten ( ), (The accumulated charge carriers of the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest. ) Reads in the operation of the semiconductor device.
  7. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Länge (L AK ) des Ausleseknotens ( () According to claim 6, characterized in that the ratio between the length (L AK) of the read node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) und der Länge (L AG ) des Auslesegates ( ) And the length (L AG) of the selection gate ( 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ), dessen angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten ( ), (The accumulated charge carriers of the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest, höchstens 1:10, bevorzugt höchstens 1:50 und besonders bevorzugt höchstens 1:100 beträgt. ) Reads in the operation of the semiconductor device, more than 1:10, preferably not exceeding 1:50 and particularly preferably at most 1: 100.
  8. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des Ausleseknotens ( ) According to one of the preceding claims, characterized in that the area of the readout node ( 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) mindestens zehn mal kleiner, bevorzugt mindestens fünfzig mal kleiner und besonders bevorzugt mindestens hundert mal kleiner ist als die Gesamtfläche der angrenzenden Auslesegates ( ) At least ten times smaller, preferably at least fifty times smaller, and most preferably at least a hundred times smaller than (the total area of ​​the adjacent readout gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ), deren angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten ( ), (The accumulated charge carriers of the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest. ) Reads in the operation of the semiconductor device.
  9. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau drei in Längsrichtung parallel nebeneinander angeordnete Modulationsgates ( ) According to one of the preceding claims, characterized in that exactly (three parallel disposed side by side in the longitudinal direction modulation gates 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' , . 5 5 , . 5' 5 ' ) zwischen den Auslesegates ( ) (Between the read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) vorgesehen sind. are provided).
  10. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleseknoten ( ) According to one of the preceding claims, characterized in that the read-out node ( 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) auf der Längsachse des Auslesegates ( ) (On the longitudinal axis of the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) angeordnet ist, dessen angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten ( ) Is arranged (the accumulated charge carriers of the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest. ) Reads in the operation of the semiconductor device.
  11. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B AK ) des Ausleseknotens ( () According to any one of the preceding claims, characterized in that the width (B AK) of the read node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) kleiner ist als die Breite (B AG ) des Auslesegates ( ) Is smaller than the width (B AG) of the selection gate ( 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ), dessen angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten ( ), (The accumulated charge carriers of the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest. ) Reads in the operation of the semiconductor device.
  12. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleseknoten ( ) According to one of the preceding claims, characterized in that the read-out node ( 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) zumindest teilweise in einer Aussparung ( ) At least partially in a recess ( 10 10 , . 10' 10 ' , . 11 11 , . 11' 11 ' ) des Auslesegates ( () Of the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) angeordnet ist, dessen angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten ( ) Is arranged (the accumulated charge carriers of the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest, und seitlich zumindest teilweise von diesem umgeben ist. ) Reads in the operation of the semiconductor device, and is laterally at least partially surrounded by it.
  13. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung ( ) According to claim 12, characterized in that the recess ( 10 10 , . 10' 10 ' , . 11 11 , . 11' 11 ' ) zur Aufnahme des Ausleseknotens ( ) (For receiving the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) in Querrichtung des Auslesegates ( ) (In the transverse direction of the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ), dessen angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten ( ), (The accumulated charge carriers of the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest, in der Mitte angeordnet ist. ) Reads in the operation of the semiconductor device, is arranged in the middle.
  14. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleseknoten ( ) As claimed in any one of claims 12 or 13, that the read-out node ( 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) vollständig in der Aussparung ( ) Completely (in the recess 10 10 , . 10' 10 ' , . 11 11 , . 11' 11 ' ) zur Aufnahme des Ausleseknotens ( ) (For receiving the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) angeordnet ist, sodass der Ausleseknoten ( ), Is arranged so that the read-out node ( 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) seitlich vollständig von dem Auslesegate ( ) Laterally completely (from the read gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) umschlossen ist, dessen angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten ( ) Is enclosed (the accumulated charge carriers of the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest. ) Reads in the operation of the semiconductor device.
  15. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslesegate ( ) According to one of claims 12 to 14, characterized in that the read-out gate ( 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) einen ersten Abschnitt ( ) A first portion ( 12 12 , . 12' 12 ' , . 13 13 , . 13' 13 ' ) aufweist, dessen Breite (B AG ) kleiner oder gleich der Breite (B AK ) des Ausleseknotens ( ) Whose width (B AG) is less than or equal to the width (B AK) of the read-out node ( 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) ist, und einen zweiten, an den ersten Abschnitt ( ), And a second (the first section 12 12 , . 12' 12 ' , . 13 13 , . 13' 13 ' ) anschließenden Abschnitt ( ) Adjoining section ( 14 14 , . 16 16 ), dessen Breite (B AG ) zum Ausleseknoten ( ) Whose width (B AG) (for readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) hin zunimmt, wobei die den Ausleseknoten ( ) Out increases with the (the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) zumindest teilweise aufnehmende Aussparung ( ) At least partially receiving recess ( 11 11 , . 12 12 ) in einem Bereich des zweiten Abschnitts ( ) (In an area of ​​the second portion 14 14 , . 16 16 ) angeordnet ist, der eine maximale Breite aufweist. is arranged) having a maximum width.
  16. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Längsseiten eines Auslesegates ( ) According to claim 15, characterized in that the mutually facing longitudinal sides of a read-out gate ( 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) und des nächstliegenden Modulationsgates ( ) And the closest modulation gates ( 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' ) parallel zueinander verlaufen, sodass das Modulationsgate ( run) parallel to each other, so that the modulation gate ( 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' ) eine auslesegateseitig angeordnete Aussparung ( ) A readout gate side disposed slot ( 16 16 , . 16' 16 ' , . 17 17 , . 17' 17 ' ) aufweist. ) having.
  17. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung ( ) According to one of claims 14 to 16, characterized in that the recess ( 10 10 , . 10' 10 ' , . 11 11 , . 11' 11 ' ) des Auslesegates ( () Of the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) in Längsrichtung desselben in der Mitte angeordnet ist. ) In the longitudinal direction thereof in the middle is arranged.
  18. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleseknoten ( ) According to one of claims 1 to 16, characterized in that the read-out node ( 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) an einem längsseitigen Ende des Auslesegates ( ) (On one longitudinal end of the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) angeordnet ist, dessen angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten ( ) Is arranged (the accumulated charge carriers of the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest. ) Reads in the operation of the semiconductor device.
  19. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleseknoten ( ) According to one of claims 1 to 10, characterized in that the read-out node ( 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) zwischen zwei entlang einer gemeinsamen Längsachse angeordneten Auslesegates ( ) (Between two arranged along a common longitudinal axis readout gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) angeordnet ist, deren angesammelte Ladungsträger der Ausleseknoten ( ) Is arranged (the accumulated charge carriers of the readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest. ) Reads in the operation of the semiconductor device.
  20. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden entlang einer gemeinsamen Längsachse angeordneten Auslesegates ( ) According to claim 19, characterized in that the two arranged along a common longitudinal axis readout gates ( 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) jeweils die gleiche Länge (L AG ) aufweisen. ) Each have the same length (L AG) have.
  21. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Länge (L AK ) zur Breite (B AK ) des Ausleseknotens ( ) According to one of the preceding claims, characterized in that the ratio of the length (L AK) (the width B AK) of the read-out node ( 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) höchstens 3:1, bevorzugt höchstens 2:1 und besonders bevorzugt 1:1 beträgt. ) Is at most 3: 1, preferably at most 2: 1 and most preferably 1: 1.
  22. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleseknoten ( ) According to one of the preceding claims, characterized in that the read-out node ( 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) eine rechteckige, vorzugsweise quadratische Grundform aufweist. ) Has a rectangular, preferably square basic shape.
  23. Halbleiterbauelement ( Semiconductor device ( 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleseknoten ( ) According to one of claims 1 to 21, characterized in that the read-out node ( 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) eine kreisförmige Grundform aufweist. ) Has a circular basic shape.
  24. Detektor zur Entfernungsmessung, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Halbleiterbauelement ( Detector for distance measurement, characterized in that it (a semiconductor device 1 1 , . 1' 1' ) nach einem der vorangehenden Ansprüche und eine mit den Modulationsgates verbundene Modulationsgatesteuereinrichtung zum Erzeugen und Steuern einer variablen Potentialdifferenz (U mod ) zwischen den Modulationsgates ( ) According to one of the preceding claims and means connected to the modulation gates modulation gate control means for generating and controlling a variable potential difference (U mod) (between the modulation gates 3 3 , . 3' 3 ' , . 4 4 , . 4' 4 ' , . 5 5 , . 5' 5 ' ) aufweist. ) having.
  25. Detektor zur Entfernungsmessung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass er eine mit den Auslesegates verbundene Auslesegatesteuereinrichtung zum Anlegen und Steuern einer konstanten Spannung (U AG ) an die Auslesegates ( Detector for measuring distance according to claim 24, characterized in that it (one connected to the readout gates readout gate control means for applying and controlling a constant voltage (U AG) to the readout gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) aufweist. ) having.
  26. Detektor zur Entfernungsmessung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslesegatesteuereinrichtung eingerichtet ist zum Anlegen und Steuern einer konstanten Spannung (U AG ) an die Auslesegates ( Detector for measuring distance according to claim 25, characterized in that the readout gate control means is adapted for applying and controlling a constant voltage (U AG) to the readout gates ( 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ), wobei die Spannung (U AG ) jeweils ein in Längsrichtung des Auslesegates ( ), The voltage (U AG) in each case a (in the longitudinal direction of the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) zu einem Ausleseknoten ( ) (At a readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ), der die angesammelten Ladungsträger des Auslesegates ( ), Which (the accumulated charge carriers of the read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) im Betrieb des Halbleiterbauelements ausliest, hin abfallendes Potentialgefälle aufweist. ) Reads in the operation of the semiconductor component, having sloping towards potential gradient.
  27. Detektor zur Entfernungsmessung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslesesteuereinrichtung mit den Auslesegates ( Detector for measuring distance according to claim 26, characterized in that the read-out control means (with the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) jeweils an den beiden gegenüberliegenden längsseitigen Enden der Auslesegates ( () Respectively at the two opposite longitudinal ends of the read-out gates 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) verbunden ist. ) connected is.
  28. Detektor zur Entfernungsmessung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslesesteuereinrichtung mit den Auslesegates ( Detector for measuring distance according to claim 27, characterized in that the read-out control means (with the readout gate 6 6 , . 6' 6 ' , . 61 61 , . 61' 61 ' , . 62 62 , . 62' 62 ' , . 7 7 , . 7' 7 ' , . 71 71 , . 71' 71 ' , . 72 72 , . 72' 72 ' ) zwischen zwei benachbarten Ausleseknoten ( ) (Between two adjacent readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) verbunden ist. ) connected is.
  29. Detektor zur Entfernungsmessung nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Mehrzahl von Halbleiterbauelementen ( 24 to 28, characterized detector for measuring distance according to any of claims, that it (a plurality of semiconductor devices 1 1 , . 1' 1' ), die nebeneinander angeordnet sind, sodass sie eine Pixelmatrix bilden, und Mittel zum Erfassen der über die einzelnen Ausleseknoten ( ) Which are arranged side by side so that they form a matrix of pixels, and means for detecting (via the individual readout node 8 8th , . 8' 8th' , . 81 81 , . 81' 81 ' , . 82 82 , . 82' 82 ' , . 83 83 , . 83' 83 ' , . 9 9 , . 9' 9 ' , . 91 91 , . 91' 91 ' , . 92 92 , . 92' 92 ' , . 93 93 , . 93' 93 ' ) jeweils ausgelesenen Ladungsträgersummen aufweist. has) charge carriers sums respectively read out.
  30. Sensor zur dreidimensionalen Bilderfassung, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Detektor nach Anspruch 28, eine Abbildungsoptik zur Projektion einfallender elektromagnetischer Strahlung auf den Detektor und Mittel zum Auswerten der erfassten Messsignale aufweist. Sensor for three-dimensional imaging, characterized in that it comprises a detector according to claim 28, an imaging optical system for projecting incident electromagnetic radiation on the detector, and means for evaluating the recorded measurement signals.
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