DE2136029A1 - Solid state photodetector - Google Patents
Solid state photodetectorInfo
- Publication number
- DE2136029A1 DE2136029A1 DE19712136029 DE2136029A DE2136029A1 DE 2136029 A1 DE2136029 A1 DE 2136029A1 DE 19712136029 DE19712136029 DE 19712136029 DE 2136029 A DE2136029 A DE 2136029A DE 2136029 A1 DE2136029 A1 DE 2136029A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- strips
- solid
- group
- strip
- state photodetector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 14
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims description 3
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims description 3
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 claims 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 7
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 7
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010021703 Indifference Diseases 0.000 description 1
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
A 12 303A 12 303
PLESSEY HANDEL und INVESTMENTS AGPLESSEY HANDEL and INVESTMENTS AG
CH-63 Zug/Schweiz
Gartenstraße 2 CH-63 Zug / Switzerland
Gartenstrasse 2
PatentanmeldungPatent application
19.7.1971
Lh/fi July 19, 1971
Lh / fi
Festkörper-PhotodetektorSolid state photodetector
Die Erfindung betrifft ein Festkörper-Photodetektor-Feld/ insbesondere zur Verwendung als Abbildungsvorrichtung.The invention relates to a solid state photodetector array / in particular for use as an imaging device.
Bei selbstabtastenden Festkörper-Photodetektor-Feldern wird an jedem Kreuzungspunkt von zwei Gruppen senkrecht aufeinanderstellender Adressenleitungen ein Festkörper-Photodetektor'ge- a bildet. Die bei diesen Feldern verwendeten Photodetektoren ™In self-sensing solid-state photodetector fields will form a solid-Photodetektor'ge- a at each crossing point of two groups orthogonal to each other sites of address lines. The Photodetectors ™ used in these fields
sind in Form integrierter Silizium-Schaltkreise ausgebildet, sie haben jedoch den Nachteil, daß ihr Licht-Ansprechvermögen ungleichförmig ist und daß das Verhältnis von Signal/Rauschen eines solchen Feldes sehr unbefriedigend ist. Mit dem Auftauchen neuer Festkörper-Fertigungstechniken, beispielsweise der Silizium-Saphir-Technik, wurden Verfahren zur Herstellung von Festkörper-Photodetektoren mit hohem Auflösungsvermögen möglich. are designed in the form of integrated silicon circuits, however, they have the disadvantage that their light responsiveness is non-uniform and that the signal-to-noise ratio such a field is very unsatisfactory. With the emergence of new solid-state manufacturing techniques, for example silicon-sapphire technology, methods of manufacturing solid-state photodetectors with high resolution became possible.
209811/1092 BAD 209811/1092 BAD
A 12 303 - 2 - A 12 303 - 2 -
19.7.1971July 19, 1971
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Festkörper-Photodetektor-Feld zu schaffen/ das an jedem seiner Kreuzungsstellen mit einem Festkörper-Photodetektor mit hohem Auflösungsvermögen versehen ist. The invention is therefore based on the object of a solid-state photodetector array to create / which is provided with a solid-state photodetector with high resolution at each of its intersections.
Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch einen Träger aus einem elektrisch isolierenden Material, einem ersten Satz von parallel im Abstand angeordneter Streifen aus einem Halbleiter-Material, die auf oder in einer Hauptfläche des Trägers ausgebildet sind, einem zweiten Satz paralleler im Abstand angeordneter Streifen aus elektrisch leitendem Material, die quer zu und elektrisch isoliert von dem ersten Satz angeordnet sind, und die einen Photodetektor an jedem Kreuzungspunkt der ersten und der zweiten Gruppe von Streifen bilden, wobei die elektrische Isolierung an jedem Kreuzungspunkt durch eine Schicht eines dielektrischen Materials gebildet wird, das zwischen den einander zugeordneten Streifen des ersten und des zv/eiten Satzes angeordnet ist. Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben, in der Fig. la und Ib schematisch eine Draufsicht und einen Schnitt eines Festkörper-Photodetektors zeigen.According to the invention this is achieved by a carrier made of an electrically insulating material, a first set of parallel spaced strips made of a semiconductor material, which are formed on or in a main surface of the carrier, a second set of parallel spaced strips of electrically conductive material that are transverse to and electrically isolated from the first set, and having a photodetector at each intersection of the first and second Group of strips form, with electrical insulation at each crossing point by a layer of dielectric Material is formed which is disposed between the associated strips of the first and second sets. Exemplary embodiments of the invention are provided below Described in detail with reference to the drawing, in Fig. La and Ib schematically a plan view and a section of a solid-state photodetector.
Fig. 2a, 2b und 2c zeigen schematisch die verschiedenen Stufen des Betriebes des Festkörper-Photodetektors nach den Fig. la und Ib.2a, 2b and 2c show schematically the different stages of the operation of the solid-state photodetector according to FIGS Ib.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein Festkörper-Photodetektor-Feld, das mit Festkörper-Photodetektoren nach den Fig. la und Ib an jedem Kreuzungspunkt versehen ist. Der Festkörper-Photodetektor nach den Fig. la und 1 b ist in der Art eines Verarmungs-Feldeffekt-Transistors ausgebildet. Die Quellenelektrode 1 und die Senkenelektrode 2 des Feldeffekttransistors sind jeweils an einem Ende eines Streifens 3 aus Halbleiter-Material angeordnet, beispielsweise Silizium oder Gallium-Arsenid, das in einer Oberfläche eines Trägers 4 aus elektrisch isolierendem Material ausgebildet ist, z.B. einem Saphir bei Verwendung eines Streifens 3 aus Silizium oder isolierendem Gallium-Fig. 3 shows schematically a plan view of a solid-state photodetector array, which is provided with solid-state photodetectors according to FIGS. La and Ib at each crossing point. The solid-state photodetector according to FIGS. 1 a and 1 b is designed in the manner of a depletion field effect transistor. the Source electrode 1 and the drain electrode 2 of the field effect transistor are each arranged at one end of a strip 3 made of semiconductor material, for example silicon or gallium arsenide, which is formed in a surface of a support 4 of electrically insulating material, for example a sapphire in use a strip 3 made of silicon or insulating gallium
20981 1/109220981 1/1092
A 12 303 - 3 - A 12 303 - 3 -
19.7.1971July 19, 1971
arsenid bei Verwendung eines Streifens 3 aus Galliumarsenid. Bei Verwendung eines Streifens 3 aus Silizium und eines Trägers aus einem Saphir kann der Feldeffekt-Transistor nach einer bekannten Silizium/Saphir-Technik hergestellt werden. Die Quellen- und die Senkenelektrode sind mit entsprechenden elektrischen Anschluß leitungen la und 2a versehen.arsenide when using a strip 3 of gallium arsenide. When using a strip 3 made of silicon and a carrier made of a sapphire, the field effect transistor can according to a known Silicon / sapphire technology can be produced. The source and drain electrodes are connected to the appropriate electrical connection lines la and 2a provided.
Die Torelektrode des Feldeffekt-Transistors wird durch einen Streifen 5 aus elektrisch leitendem Material gebildet, beispielsweise Aluminium, der quer zu dem Halbleiterstreifen 3 angeordnet ist. An der Torelektrode 5 ist eine elektrische Leitung 5a angebracht. Der elektrisch leitende Streifen 5 und der Halbleiterstreifen 3 sind elektrisch voneinander durch eine Schicht 6 aus dielektrischem Material isoliert, wie z.B. Siliziumdioxyd, das außerdem als das Tordielektrikum wirkt. Bei einem elektrischen Null-Potential an der Torelektrode 5 wird in dem Halbleiterstreifen 3 keine Verarmungsschicht gebildet, weshalb der Feldeffekt-Transistor, wie in Fig. 2a gezeigt, im Ein-Zustand ist, d.h. zwischen der Quellenelektrode 1 und der Senkenelektrode 2 kann eine elektrische Leitung erfolgen. Wenn der Photodetektor nicht beleuchtet ist und an die Torelektrode 5 über die Leitung 5 a ein solches elektrisches Potential angelegt ist, daß eine Verarmungsschicht 7 durch den Halbleiterstreifen 3 hindurch gebildet wird, wie Fig. 2b zeigt, dann kann keine elektrische Leitung zwischen der Quellenelektrode 1 und der Senkenelektrode 2 stattfinden. Unter diesen Bedingungen befindet sich der Feldeffekt-Transistor in einem Aus-Zustand.The gate electrode of the field effect transistor is formed by a strip 5 of electrically conductive material, for example Aluminum, which is arranged transversely to the semiconductor strip 3. An electrical line is attached to the gate electrode 5 5a attached. The electrically conductive strip 5 and the semiconductor strip 3 are electrically from each other by a Layer 6 of dielectric material insulates, such as silicon dioxide, which also acts as the gate dielectric. With an electrical zero potential at the gate electrode 5, no depletion layer is formed in the semiconductor strip 3, therefore the field effect transistor, as shown in Fig. 2a, is in the on-state, i.e. between the source electrode 1 and the Sink electrode 2 can be an electrical line. If the photodetector is not illuminated and to the gate electrode 5 via the line 5 a such an electrical potential is applied that a depletion layer 7 through the semiconductor strip 3 is formed therethrough, as shown in FIG. 2b, then no electrical conduction between the source electrode 1 and the drain electrode 2 take place. Under these conditions, the field effect transistor is in an off state.
Wenn der Photodetektor nach Fig. 2b beleuchtet wird, wie in Fig. 2c durch den Lichtstrahl 8 dargestellt ist, werden in dem Halbleiterstreifen 3 durch den auftreffenden Lichtstrahl 8 Elektron-Loch-Paare erzeugt. Hierdurch sammeln sich MinoritStsträger unter der Torelektrode 5 wodurch eine inverse Schicht 9 gebildet wird wie in einem Verstärkungs-Metalloxyd-Silizium-Transistor. Da die Zahl der angesammelten Minoritätsträger zunircmt, nimmt die Tiefe der Verarmungsschicht ab, wodurch ein elektrisch leitender Weg zwischen der Quellenelektrode 1 undIf the photodetector according to Fig. 2b is illuminated, as shown in Fig. 2c by the light beam 8, are in the Semiconductor strips 3 through the incident light beam 8 Generates electron-hole pairs. As a result, minority carriers collect under the gate electrode 5 whereby an inverse layer 9 is formed as in a reinforcing metal-oxide-silicon transistor. As the number of minority carriers accumulated increases, the depth of the depletion layer decreases, thereby reducing electrically conductive path between the source electrode 1 and
209811/1092209811/1092
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
A 12 303 - 4 - A 12 303 - 4 -
19.7.1971July 19, 1971
der Senkenelektrode 2 geschaffen wird. Unter diesen Bedingungen ist der Feldeffekt-Transistor wiederum im Ein-Zustand und es kann eine elektrische Leitung zwischen seiner Quellenelektrode und seiner Senkenelektrode stattfinden.the drain electrode 2 is created. Under these conditions the field effect transistor is in turn in the on-state and there can be an electrical conduction between its source electrode and its sink electrode take place.
Die Sahl der erzeugten Minoritätsträgern ist proportional zur Intensität des einfallenden Lichtes, weshalb die Konduktanz zwischen Quelle und Senke ebenfalls eine Funktion der Lichtintensität ist.The number of minority carriers produced is proportional to Intensity of the incident light, which is why the conductance between source and sink is also a function of the light intensity is.
Fs soll bemerkt werden, daß die Wirkung der Beleuchtung summierend ist, weshalb die Veränderung der Impedanz des Photo- ψ detektors von der Belichtungsperiode abhängt, d.h. die Photodetektoren sind integrierende Lichtdetektoren. Der vorstehend anhand der Fig. 1 und 2 beschriebene Photodetektor läßt sich nur durch eine Silizium/Saphir-Technik herstellen, da der elektrisch isolierende Träger 4 eine dielektrische Isolation für den Halbleiterstreifen 3 schafft und die einzige Quelle für -Minoritätsträger diejenige" ist, die entweder thermisch oder optisch innerhalb des Halbleiterstreifens erzeugt wird. Bei rraßiver" Silizium beispielsweise, das sich normalerweise für die Isolation auf o-n-^bergänge stützt, ist die Trenn-Diffusion eine fertige Quelle für Minoritätstr^ger, die die gewünschten Effekt überdecken würde, nie thermisch erzeugten '"inoritätsträger in dem Photodetector wurden eine Quelle für Hintergrundgeräusch sein, wodurch eine obere Grenze für die Empfindlichkeit des Photodetektors gegeben ist. Das Hauptanwendungsgebiet des Photodetektors nach Fig. 1 liegt dadurch bei Festkörper-Photodetektor-Feldern mit hohem Auflösungsvermögen, die sich insbesondere aber nicht nur ausschließlich als Festkörper-Abbildungsvorrichtungen eignen. Eine vorteilhafte Anordnung eines Feldes dieser Photodetektoren ist in Fig. 3 schematisch gezeigt.Fs is to be noted that the effect of illumination is cumulatively, and therefore the change in the impedance of the photo-detector ψ depends on the exposure period, that the photodetectors are integrated light detectors. The photodetector described above with reference to FIGS. 1 and 2 can only be produced by a silicon / sapphire technique, since the electrically insulating carrier 4 creates a dielectric insulation for the semiconductor strip 3 and the only source for minority carriers is that which either thermally or optically within the semiconductor strip. With aggressive "silicon, for example, which normally relies on transitions for insulation, the separation diffusion is a ready-made source for minority carriers that would mask the desired effect, never thermal in the photodetector would be a source of background noise, whereby an upper limit for the sensitivity of the photodetector is given. The main field of application of the photodetector according to FIG not only as a solid-state image gs devices are suitable. An advantageous arrangement of an array of these photodetectors is shown schematically in FIG.
Das dargestellte Festkörper-Photodetektor-Feld umfaßt einen elektrisch isolierenden Träger 10, beispielsweise einen Saphir, einen Satz parallel im Abstand angeordneter Halbleiterstreifen 11,The illustrated solid-state photodetector field comprises an electrically insulating support 10, for example a sapphire, a set of parallel spaced apart semiconductor strips 11,
- 5 -209811/1092 BAD ORIGINAL - 5 - 209811/1092 BAD ORIGINAL
A 12 303 - 5 - A 12 303 - 5 -
19.7.1971July 19, 1971
beispielsweise aus Silizium, die in einer Oberfläche des Trägers 10 in bekannter Weise ausgebildet sind, sowie einen Satz paralleler im Abstand angeordneter elektrisch leitender Streifen 12, beispielsweise aus Aluminium. Die Streifen 12, die quer zu und elektrisch isoliert von den Halbleiterstreifen angeordnet sind, bilden mit den letzteren an jedem Kreuzungspunkt einen Photodetektor 13. Die elektrische Isolierung an jedem Kreuzungspunkt der Streifen 11 und 12 wird durch eine Schicht aus dielektrischem Material erreicht, wie z.B. Siliziumdioxyd, das zwischen den einander zugeordneten Streifen und 12 angeordnet ist. Jfor example made of silicon, which are formed in a surface of the carrier 10 in a known manner, and one Set of parallel, spaced apart electrically conductive strips 12, for example made of aluminum. The strips 12, which are arranged transversely to and electrically insulated from the semiconductor strips, form with the latter at each crossing point a photodetector 13. The electrical insulation each crossing point of the strips 11 and 12 is reached by a layer of dielectric material, e.g. Silicon dioxide, which is arranged between the mutually associated strips 12 and 12. J
Die Streifen 11 und 12 bilden somit einander zugeordnete Adressenleitungen für das zweidimensionale Koordinaten-Feld der Photodetektoren 13. Jeder der Streifen 11 ist einer separaten Reihe von Photodetektoren zugeordnet und jeder der Streifen 12 ist einer separaten Spalte von Photodetektoren zugeordnet. Da jeder Photodetektor 13 am Kreuzungspunkt eines Paares aus einem Halbleiterstreifen und einem elektrisch leitenden Streifen gebildet ist, liegt der Potentialabstand zwischen den Photodetektoren irgendeiner Reihe oder Spalte bei den gegenwärtigen Photo-Gravier-Techniken bei etwa 0,012 mm. Dies ergibt Photodetektorfelder mit einer Auflösung oder einer Schärfe von besser als 200 Linien. *The strips 11 and 12 thus form address lines assigned to one another for the two-dimensional coordinate field of the photodetectors 13. Each of the strips 11 is a separate row of photodetectors and each of the strips 12 is assigned to a separate column of photodetectors. Since each photodetector 13 is at the intersection of a pair of a semiconductor strip and an electrically conductive strip is formed, the potential gap between the photodetectors of any row or column is the current ones Photo-engraving techniques at around 0.012mm. This results in photodetector arrays with a resolution or a sharpness of better than 200 lines. *
Die Funktion der Photodetektoren 13 stützt sich nicht auf eine " Lichtintegration, da sie eine Kombination aus der angelegten Spannung und der Beleuchtung ist, was zu dem in Fig. 2c gezeigten zustand führt. Der Zugang oder der Zugriff zu den Photodetektoren 13 kann daher für Abbildungszwecke der Reihe nach oder für Speicherzwecke nicht der peihe nach erfolgen. In der Praxis ist ein Ende jedes Streifens 11 geerdet. Wenn die Impedanz einer gegebenen Reihe von Photodetektoren 13 abgetastet wird durch Auswählen des zugeordneten Halbleiterstreifens Il an dessen anderem Ende, kann jeder Photodetektor in diesor Peihe durch Anlegen einer Spannung geeigneter Hröße an den zugeordneten Aluminiumstreifen 12 ausgewählt werden, d.h. derjenigen kennungThe function of the photodetectors 13 does not rely on "light integration, since it is a combination of the applied voltage and the illumination, resulting in the state shown in FIG in order or for storage purposes not the p eIHE to take place. in practice, an end of each strip 11 is grounded. When the impedance is sampled a given number of photodetectors 13 by selecting the associated semiconductor stripe Il at the other end, each photodetector can in This row can be selected by applying a voltage of a suitable hearing size to the associated aluminum strip 12, ie that identifier
- 6 209811/1092 - 6 209811/1092
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
A 12 303 -6- A 12 303 -6-
19.7.1971July 19, 1971
die den in Fig. 2b dargestellten Zustand bewirkt. Alle nicht ausgewählten Photodetektoren dieser Reihe sind in ihrem Ein-Zustand, d.h. in den in Fig. 2a gezeigten Zustand, da sie nicht verarmt sind. Somit kann die Gesamtimpedanz der abgetasteten Reihe von Photodetektoren nur durch die Impedanzänderung des oder der ausgewählten Photodetektoren variiert werden, wobei diese Impedanzänderung eine Funktion der Intensität der auf das Feld gerichteten Beleuchtung ist. Da der Ausgang des Feldes sich als eine Impedanz darstellt, arbeiten die Photodetektoren 13 sehr schnell. Die Gleichirößigkeit der Lichtempfindlichkeit h""ingt von mehreren Faktoren ab, wie z.B. der Gleichmäßigkeit der Dicke der Halbleiterstreifen 11 und der Trägerbeweglichkeit.which causes the state shown in Fig. 2b. All unselected photodetectors in this row are in their on-state, i.e., as shown in Fig. 2a, since they are not depleted. Thus, the total impedance of the sampled The number of photodetectors is varied only by the change in impedance of the selected photodetector or detectors this change in impedance being a function of the intensity of the illumination directed onto the field. Since the output of the field presents itself as an impedance, the photodetectors 13 work very quickly. The indifference the photosensitivity depends on several factors such as the uniformity of the thickness of the semiconductor strips 11 and the carrier mobility.
Wie oben erwähnt, bildet die Erzeugung von thermischen Trägern eine Quelle des Rauschens, in einem Feld jedoch wäre eine weitere Quelle die Photo-Leitfähigkeit in den nicht ausgewählten Photodetektoren. Dieser letztere Effekt erscheint als Quermodulation zwischen den Photodetektoren.As mentioned above, the generation of thermal carriers is a source of noise, but in a field it would be Another source is the photo-conductivity in the unselected photo detectors. This latter effect appears as transverse modulation between the photodetectors.
Wenn das Festkörper-Photodetektor-Feld als Abbildungsvorrichtung verwendet wird, wird das zu erfassende Bild auf das Feld projiziert, worauf die Impedanz jeder Reihe von Photodetektoren 13 nacheinander abgetastet wird durch Auswählen des zugehörigen Streifens 11, wobei während dieser Periode jeder Photodetektor der ausgewählten * Reihe angesteuert wird indem nacheinander eine Spannung geeigneter Größe an die Streifen 12 gelegt wird, d.h. die Spannung, die den in Fig. 2b gezeigten Zustand bewirkt. Die Helligkeits-Information desjenigen Streifens des projizierten Bildes, der der gewählten Reihe von Photodetektoren zugeordnet ist, ruft Veränderungen der Impedanz der angesteuerten Photodetektoren hervor, weshalb der Ausgang jeder Reihe die Form eines Zuges von Impedanzimpulsen hat, die representativ für die Helligkeits-Information sind, die in dem zugehörigen Streifen des projizierten Bildes enthalten ist. Bei niedrigem Pegel der Helligkeits-Information kann das oben erwähnte Rauschen beträchtlich sein und es könnte daher die Me ß-When the solid-state photodetector panel is used as an imaging device, the image to be captured is projected onto the panel, whereupon the impedance of each row of photodetectors 13 is sequentially sampled by selecting the associated strip 11, during this period each photodetector of the selected * row is driven by successively applying a suitable voltage Size is applied to the strips 12, i.e. the tension which causes the condition shown in Fig. 2b. The brightness information that strip of the projected image that is associated with the selected row of photodetectors causes changes in the Impedance of the activated photodetectors, which is why the output of each row has the form of a train of impedance pulses, which are representative of the brightness information contained in the associated strip of the projected image. If the level of the brightness information is low, the above-mentioned noise can be considerable and therefore the measurement
- 7 209811/1092 ' - 7 209811/1092 '
A 12 303 - 7 - A 12 303 - 7 -
19.7.1971July 19, 1971
genauigkeit der Abbildungsvorrichtung beeinflussen. Da die Photodetektoren jedoch die Funktion einer Licht-Integration besitzen, kann das Rausch-Problem gelöst werden, indem die Photodetektoren innerhalb jeder der ausgewHhlten Reihe nacheinander zwei mal während der Reihen-Auswähl-Periode angesteuert werden, worauf die beiden entstehenden Züge von Impedanzimpulsen voneinander subtrahiert werden, wodurch der Rausch-Faktor elliminiert wird.affect the accuracy of the imaging device. Since the However, if photodetectors have the function of integrating light, the noise problem can be solved by the Photodetectors within each of the selected row one after the other two times during the row selection period, whereupon the two resulting trains from Impedance pulses are subtracted from each other, whereby the Noise factor is eliminated.
Es soll betont werden, daß die Zeitspanne zwischen dem ersten und dem zweiten Ansteuern der Photodetektoren nicht durch die Zeit begrenzt zu werden braucht, die für das erste Ansteuern erforderlich ist, d.h. die zweite Ansteuerunasfolge kann durch eine geeignete Sychronisierung innerhalb der ersten Ansteuerungsfolge begonnen werden. Hierdurch können die Periode der Abtastung und der Lichtintegration variiert werden wodurch eine Variation der Empfindlichkeit der Abbildungsvorrichtung erreichbar ist.It should be emphasized that the time between the first and the second activation of the photodetectors is not limited by the Needs to be limited time that is required for the first control, i.e. the second control sequence can through a suitable synchronization within the first control sequence to be started. As a result, the period of the scanning and the light integration can be varied, whereby a Variation in the sensitivity of the imaging device achievable is.
Ein Vorteil eines Feldes mit Silizium-Streifen 11 und einem Saphir-Träger 10 besteht darin, daß ein Saphir ein optischtransparentes Medium ist, so daß das Feld von der Pückseite her, d.h. durch den Saphir hindurch belichtet werden kann. Unter diesen Umständen werden nahezu 100 Prozent des Verfügbaren Lichtes zur Erzeugung von Trägern in den Silizium-Streifen verwendet. Dies ist ein bedeutender Vorteil gegenüber Abbildungsvorrichtungen aus Voir-Silizium, bei denen das SiliziumplHttchen extrem dünn sein müßte, um eine Beleuchtung oder Belichtuna von der Rückseite her zu ermöglichen. Diese Möglichkeit gilt natürlich auch für andere optisch-transparente und elektrisch isolierende Materialien für den Träger 10.An advantage of a field with silicon strips 11 and a sapphire carrier 10 is that a sapphire is an optically transparent medium, so that the field from the back side can be exposed through the sapphire. Under these circumstances, almost 100 percent of what is available will be Light is used to generate carriers in the silicon strip. This is a significant advantage over Voir silicon imaging devices in which the silicon wafer would have to be extremely thin in order to achieve a lighting or exposure of the back to enable. This possibility naturally also applies to other optically transparent and electrically insulating ones Materials for the carrier 10.
BAD ORIGINAL 209811/1092 ORIGINAL BATHROOM 209811/1092
Claims (10)
0 9 8 11/10 9 2 BAD ORiGiNAL- 9 ~
0 9 8 11/10 9 2 ORiGiNAL BATHROOM
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB3512070 | 1970-07-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2136029A1 true DE2136029A1 (en) | 1972-03-09 |
Family
ID=10374065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19712136029 Pending DE2136029A1 (en) | 1970-07-20 | 1971-07-19 | Solid state photodetector |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2136029A1 (en) |
| FR (1) | FR2099480B1 (en) |
| GB (1) | GB1306735A (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51120187A (en) * | 1975-04-14 | 1976-10-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor semicondustor light detector |
| DE2543083C3 (en) * | 1975-09-26 | 1979-01-11 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Image sensor and method for operating such an image sensor |
| DE2543627A1 (en) * | 1975-09-30 | 1977-04-14 | Siemens Ag | OPTOELECTRONIC SENSOR AND PROCEDURE FOR ITS OPERATION |
| US4093957A (en) * | 1976-07-15 | 1978-06-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | SOS extrinsic infrared detector and read-out device |
| JPS60161664A (en) * | 1984-02-01 | 1985-08-23 | Sharp Corp | Tightly adhered two-dimensional image readout device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1500945A (en) * | 1966-08-10 | 1967-11-10 | Csf | Image signal generator system for television |
-
1970
- 1970-07-20 GB GB1306735D patent/GB1306735A/en not_active Expired
-
1971
- 1971-07-19 DE DE19712136029 patent/DE2136029A1/en active Pending
- 1971-07-20 FR FR7126527A patent/FR2099480B1/fr not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1306735A (en) | 1973-02-14 |
| FR2099480A1 (en) | 1972-03-17 |
| FR2099480B1 (en) | 1977-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2553203C2 (en) | Semiconductor image signal converter | |
| DE3104489C2 (en) | ||
| DE2107022C3 (en) | ||
| DE2838937A1 (en) | ROM STORAGE ARRANGEMENT WITH FIELD EFFECT TRANSISTORS | |
| DE1614300B2 (en) | Field effect transistor with isolated control electrode | |
| DE2201028B2 (en) | Method for operating a field effect transistor and field effect transistor for carrying out this method | |
| DE2359184A1 (en) | MEASURING DEVICE FOR DETERMINING THE EFFECTIVE CHARGE IN A DIELECTRIC | |
| DE2200455B2 (en) | Charge-coupled semiconductor circuit | |
| DE3529025C2 (en) | ||
| DE4412671A1 (en) | Output driver field-effect transistor of a charge-coupled image-sensor component | |
| DE2734409C3 (en) | Image recording device in CCD design | |
| DE2136029A1 (en) | Solid state photodetector | |
| DE2262047C2 (en) | Image pickup device based on the charge transfer principle | |
| DE4320313A1 (en) | Built=in test photodetector structure in CCD image sensor - is inserted into row of imaging detectors and provided with separate exposure control gate to corresp. exposure drain regions. | |
| DE3105910C2 (en) | ||
| DE2630085C3 (en) | CCD transversal filter | |
| DE2930584C2 (en) | Semiconductor component that uses the effect of stored photoconductivity | |
| DE1957335C3 (en) | Radiation-sensitive semiconductor component and its use in an image pickup tube | |
| DE2008321C3 (en) | Semiconductor image recording arrangement and circuit arrangement for operating such an arrangement | |
| DE2818002A1 (en) | LIQUID CRYSTAL LIGHT VALVE | |
| DE2713876A1 (en) | CHARGE-COUPLED ELEMENT (CCD) | |
| DE2650475A1 (en) | Solid-state image scanner | |
| DE1808406A1 (en) | Lateral photovoltage radiation detector and method of making the same | |
| DE1295613B (en) | Semiconductor storage electrode arrangement with a semiconductor layer and television receiving tube with such a storage electrode | |
| DE2160687B2 (en) | Semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHJ | Non-payment of the annual fee |