DE2259008B2

DE2259008B2 - Bildaufnahmevorrichtung mit ladungsgekoppelter Halbleitereinrichtung

Info

Publication number: DE2259008B2
Application number: DE19722259008
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Kokubunji Kamigaki; Hideo Musashino Sunami
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1971-12-03
Filing date: 1972-12-01
Publication date: 1975-10-16
Also published as: NL163062B; JPS4861015A; JPS5145453B2; NL163062C; DE2259008C3; NL7216316A; DE2259008A1

Description

Als Ladungsträger werden die Minoritätsträger in dem Halbleiterkörper 1 verwendet, da ein Halbleiter zur Erzeugung von Minoritätsträgern geeignet ist. Das heißt, ist der Halbleiterkörper vom η-Typ, so werden als Ladungsträger Löcher verwendet; ist der Halbleiterkörper vom p-Typ, so werden Elektronen verwendet. ' '

Die Einrichtung 8 zur Erkennung der Ladungsträger umfaßt gewöhnlich eine Halbleiterzone 14, deren elektrischer Leitungstyp zu dem des Halbleiterkörpers entgegengesetzt ist, so daß zwischen der Zone 14 und dem Halbleiterkörper 1 ein pn-Übergang 10 entsteht, ferner eine mit der Halbleiterzone 14 ohmisch verbundene Elektrode 15, eine Gleichspannungsqueile 16 zur Vorspannung des pn-übergangs 10 in Sperrrichtung sowie einen Widerstand 17 zur Erkennung der Ausgangssignale der Ladungsträger an einer Klemme 9.

Die oben beschriebene Aufnahmeeinrichtung arbeitet folgendermaßen.

An einige der Elektroden, beispielsweise die Elektroden 116,126,13 b... ,wird mittels der entsprechenden Zuleitungseinrichtung, beispielsweise der Einrichtung 6, eine pulsierende Gleichspannung angelegt, so daß in dem den Elektroden 116, 126,136... entsprechenden Oberflächenbereich des Halbleiterkörpers 1 nahe der Isolierschicht 2 eine Verarmungszone erzeugt wird. Da diese Verarmungszone nur in demjenigen Oberflächenbereich des Halbleiterkörpers 1 entsteht, der sich unmittelbar unter den mit der Gleichspannung beaufschlagten Elektroden befindet, werden an diesem Bereich Potentialwälle gebildet. In diesem Zustand wird Licht 4 von einem Bild auf den Halbleiterkörper 1, und zwar von dessen Oberoder Unterseite her, mittels der Einrichtung 3 gerichtet, wodurch Ladungsträger in den Halbleiterkörper 1 eingebracht werden. Die Ladungsträgermenge ist proportional zu der Intensität des Bildlichts. Die so eingeleitete Ladungsträger sammeln sich an den Potentialwällen.

Sodann wird eine Gleichspannung, die größer ist. als die bereits an den Elektroden 116, 126, 136... anliegende Spannung, den anderen Elektroden lic, 12c, 13c..., die den Elektroden 116,126,136... benachbart sind, mittels der Zuleitungseinrichtung 7 zugeführt, was zur Folge hat, daß unter diesen Elektroden tiefere Potentialwäile gebildet werden.

Da die Ladungsträger von den seichten Potentialwällen zu den tieferen verschoben werden, gelangen sie an denjenigen Oberflächenbereich des Halbleiterkörpers 1, der sich unmittelbar unterhalb der nächsten Elektroden lic, 12c, 13c... befindet. Nach dem Übergang der Ladungsträger wird die an den Elektroden 116,126,136... anliegende Gleichspannung abgeschaltet, und die Spannung an den nächsten Elektroden lic, 12c, 13c... wird auf das Niveau erniedrigt, das der vorherigen Spannung an den Elektroden 116, 126, 136... gleich ist. Dieser Zustand zeigt an, daß die Ladungsträger, die ursprünglich unmittelbar unterhalb der Elektroden 116,126, 136... gesammelt waren, vollständig auf den unmittelbar unterhalb der nächsten Elektroden lic, 12c, 13c... befindlichen Bereich des Halbleiterkörpers übertragen worden sind.

Indem wiederholt Gleichspannungen in ähnlicher Weise wie oben angelegt werden, ist es möglich, die Ladungsträger von Elektrode zu Elektrode zu übertragen. Die Ladungsträger werden ferner von der Detektoreinrichtung 8 als Ausgangssignal wahrgenommen, dessen Intensität der Ladungsträgermenge entspricht.

Die Grundsätze und grundsätzlichen Bauformen von ladungsgekoppelten Halbleitereinrichtungen sind in dem obenerwähnten Aufsatz im einzelnen beschrieben.

Obwohl die mit einer ladungsgekoppelten Halbleitereinrichtung arbeitende Bildaufnahmevorrichtung im Prinzip oben beschrieben ist, besteht bei derartigen Aufnahmevorrichtungen ein Problem darin, daß bei schwacher Intensität des Biidlichts die Menge der in den Halbleiterkörper 1 eingeleiteten Ladungsträger gering ist und daher diese geringe Ladungstrager-

¹S menge die Detektoreinrichtung 8 nicht erreichen kann, weil, wie oben beschrieben, die Ladungsträger bei einem fjbertragun.gsvermögen von weniger als 100% nicht übertragen werden können.

Diese Tatsache soll an Hand von Fig. 2 erklärt

ϊο werden. In Fig. 2 ist an der Abszisse die Lichtintensität und an der Ordinate die Ladungsträgermenge aufgetragen. Die Kurve α gibt die Menge der durch das Licht eingeleiteten Ladungsträger an, während die Kurve 6 die Menge der Ausgangs-Ladungsträger an-

»5 zeigt.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, ist die Menge der durch Bestrahlen mit Licht eingeleiteten Ladungsträger proportional zur Intensität des bestrahlenden Lichts. Werden jedoch die eingeleiteten Ladungsträger längs

der Oberfläche des Halbleiterkörpers nahe der Isolierschicht übertragen, so vermindert sich die Menge der eingeleiteten und somit in den Halbleiterkörper übertragenen Ladungsträger. Diese Reduzierung in der Ladungsträgermenge wird relativ groß, wenn die

Menge der eingeleiteten Ladungsträger klein ist. Das heißt, daß das Gesamt-Übertragungsvermögen für die Ladungsträger um so kleiner ist, je geringer die Menge der eingeleiteten Ladungsträger ist. Ist nun die Menge der eingeleiteten Ladungsträger sehr gering, so wer-

den am Ausgang keine Ladungsträger erkannt. In Fig. 2 gibt die Kurve 6 an, daß die Menge der Ausgangs-Ladungsträger klein ist, wenn die Intensität des Lichtes geringer ist als m. Aus diesem Grund kann in einer mit einer ladungsgekoppelten Halbleiterein-

richtung arbeitenden Bildaufnahmevorrichtung Licht

geringer Intensität nicht erkannt werden: d.h., daß

dunkle Teile von Bildern nicht aufgenommen und die

wiedergegebenen Bilder daher unscharf werden.

Die vorliegende Erfindung beseitigt die obener-

wähnten Fehler, wobei der Kern der Erfindung darin Hegt, daß vor der Bestrahlung mit Bildlicht eine gewisse Menge an Ladungsträgern in den Halbleiterkörper unmittelbar unterhalb der Übertragungselektroden eingeleitet wird.

Die Erfindung soll im folgenden grundsätzlich ar Hand von Fig. 3 erläutert werden. In Fig. 3 ist wiederum an der Abszisse die Intensität des Lichts und an der Ordinate die Ladungsträgermenge aufgetragen, wobei die Kurve c die Menge der von dem Lichi

eingeleiteten Ladungsträger und die Kurve d die Menge an Ausgangs-Ladungsträgern angibt.

Bekanntlich ist in einer ladungsgekoppelten Halbleitereinrichtung die Ladungsträgermenge Q, die sich in einem Halbleiterkörper unmittelbar unterhalb einer Elektrode mit der Fläche S speichern läßt, durch die Gleichung

Q=K S V
gegeben, wobei K eine Konstante ist und V die ar

der Elektrode liegende Spannung bedeutet. Die speicherbare Ladungsträgermenge Q läßt sich also durch Steuern der Elektrodenfläche S oder der an die Elektrode gelegten Spannung V ändern. Da die Elektrodenfläche S in einem ladungsgekoppelten Halbleiterkörper gewöhnlich fest ist, wird die Menge Q der speicherbaren Ladungsträger durch Ändern der an die Elektrode angelegten Spannung K gesteuert. Werden nun die Ladungsträger durch bestimmte Mittel, beispielsweise durch Anlegen einer Spannung an den pn-Übergang der ladungsgekoppelten Halbleitereinrichtung in Durchlaßrichtung, die Einführung des Lawinenphänomens in der Metalloxid-Halbleiterstruktur, durch Bestrahlung oder Beleuchtung, in den Halbleiterkörper eingeleitet, so werden diese in dem Halbleiterkörper unmittelbar unterhalb der Elektroden in einer Ladungsträgermenge Q gespeichert, wobei sich die Menge Q aus dem Produkt der Elektrodenfläche S, der an die Elektrode angelegten Spannungen V und der Konstanten K bestimmt.

Angenommen, in dem Halbleiterkörper unmittelbar unterhalb jeder Elektrode werden Ladungsträger in einer Menge gespeichert, die etwa einer Hälfte der unterhalb der Übertragungselektroden speicherbaren Menge Q gleich ist, so weist die mit der ladungsgekoppelten Halbleitereinrichtung arbeitende Bildaufnahmevorrichtung einen Zustand auf, der dem Fall äquivalent ist, daß auf den Halbleiterkörper ständig Bildlicht fällt, dessen Intensität etwa die Hälfte der Intensität desjenigen Lichtes beträgt, durch das die maximale Menge Q der unter der Übertragungselektrode zu speichernden Ladungsträger eingeleitet wird. Dieser Zustand bedeutet nach Fig. 2, daß die Lichtintensität 0,5 und die Ausgangs-Ladungsträgermenge B betragen. Mit anderen Worten heißt das, daß dem Halbleiterkörper eine Grundmenge an Ladungsträgern zugeführt wird Daher ist selbst dann, wenn die Lichtintensität 0 ist, die Ausgangs-Ladungsträgermenge B, so daß auch sehr kleine Ladungsträgermengen erkennbar werden.

Wird in diesem 2'ustand Bildlicht, dessen Intensität größer ist als diejenige Intensität, die ausreicht, um die halbe maximale Menge der unter der Übertragungselektrode speicherbaren Ladungsträger in den Halbleiterkörper einzuführen, auf die die ladungsgekoppelte Halbleitereinrichtung verwendende Bildaufnahmeeinrichtung gerichtet, so beträgt die Ladungsträger-Ausgangsmenge nur 1, d.h. das Ausgangssignal ist gesättigt. Daher ist es von Vorteil, daß die maximale Intensität des Bildlichts nur die Hälfte derjenigen Intensität beträgt, bei der die maximale Menge der unter den Übertragungselektroden zu speichernden Ladungsträger in den Halbleiterkörper eingeführt wird. Der oben beschriebene Zustand ist in Fig. 3 gezeigt.

Gemäß der obigen Beschreibung beträgt die Grundmenge an Ladungsträgern etwa 0,5; dieser Wert kann jedoch beispielsweise auch auf 0,4 geändert werden. In diesem Fall beträgt die Ladungsträger-Ausgangsmenge L, wenn die Intensität des Bildlichtes 0 ist.

Wie oben beschrieben, vermittelt die Erfindung eine mit einer ladungsgekoppelten Halbleitereinrichtung arbeitende Büdaufnanmevonichtung, die einen linearen Teil der Kennlinie Lichtintensität zu Ausgangssignal der Halbleitereinrichtung ausnutzt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindujig an Hand der Fig. 4 bis 11 erläutert.

In Fig. 5, in der gleiche Elemente wie in Fig. 1 mit denselben Bezugsziffern versehen sind, sind die Einrichtungen zum Einführen der Grundmenge an Ladungsträgern und zum Erkennen der Ladungsträger weggelassen, weil dafür herkömmliche Einrichtungen verwendet werden.

Die Einrichtungen 20, 21 und 22 zur Zuführung pulsierender Gleichspannungen mit den Impulsformen Φ,, Φ₂ und Φ, gemäß Fig. 4 mit den Elektrodengruppen 11a, 12a... bzw. 116, 12b... bzw. lic, 12c... verbunden. An Stelle des in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Halbleiterkörpers des n-Typs kann auch ein solcher des p-Typs verwendet werden.

'5 Zum genaueren Verständnis der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, daß die durch Bestrahlung mit Bildlicht in den Halbleiterkörper eingeführten Ladungsträger unter den zweiten Elektroden 11b, 126... der Elektroden-Dreiergruppen 11a,

so 116, lic·,· 12a, 126, 12c... gespeichert sind. Wie ersichtlich, können die Ladungsträger erfindungsgemäß auch unter den ersten oder dritten Elektroden der Dreiergruppen gespeichert werden.

Über die Einrichtungen 20, 21 und 22 werden pulsierende Gleichspannungen mit einer Impulsamplitude K₁ an den Halbleiterkörper angelegt. Die Impulsformen und die Beziehungen zwischen den Impulszügen sind in dem Bereich I der Fig. 4 gezeigt. Für die Beziehungen zwischen den Impulszügen werden herkömmliche Beziehungen verwendet. In diesem Zustand werden Ladungsträger in einer Menge, die der entsprechend der angelegten Spannung K, entsprechenden maximal speicherbaren Menge gleich ist. in den Halbleiterkörper eingeleitet und längs seiner Oberfläche übertragen. Die Grundmenge an Ladungsträgern wird zur Einleitung in den Halbleiterkörper beibehalten, bis diese Grundmenge in sämtlichen Zonen unterhalb jeder der drei Elektroder eingedrungen ist. Danach wird die anliegende Gleichspannung auf den in dem Bereich II der Fig. 4 gezeigten Wert verändert. Das heißt, daß an die zweiter Elektroden 116, 126... eine Gleichspannung dei Größe V_x und an die ersten und dritten Elektroder 11 a, 11 c, 12 a, 12 c... eine Spannung der Größe O angelegt wird. In diesem Zustand wird die Grundmenge an Ladungsträgern in dem Halbleiterkörper unmittelbar unterhalb der zweiten Elektrode 116, 126... gespeichert. Daraufhin wird die an den Elektroden 116 126... anliegende Gleichspannung auf einen Spannungswert V₁ gemäß dem Bereich III in Fig. 4 verän dert und das Bildlicht wird auf den Halbleiterkörpei gerichtet. In diesem Zustand werden Ladungsträgei unter den Elektroden 116,126... in einer Menge ge speichert, die innerhalb der Menge liegt, die der Dif ferenz aus den an den Elektroden 116,126... ange legten Spannungen V₂ und F₁ entspricht. Die jetz gespeicherten Ladungsträger, d.h. die Grundmeng« an Ladungsträgern sowie die in den Halbleiterkörpe eingeführten und unter den Elektroden 116, 126..

gespeicherten Ladungsträger werden übertragen, in dem an die Elektrodengruppen Ha, 12a...; Hi 126...;... eine pulsierende Gleichspannung angeleg wird, wie sie in dem Bereich IV der Fig. 4 gezeig ist. An diese Elektrodengruppen tritt dabei eine her kömmliche Beziehung zwischen den an die Elektro dengruppen zur Übertragung von Ladungsträgern an gelegten pulsierenden Gleichspannungen auf. Dii übertragenen Ladungsträger einschließlich der ent

sprechend dem Bildlicht in den Halbleiterkörper eingeleiteten Ladungsträger werden durch eine (nicht gezeigte) Detektoreinrichtung erkannt.

Im folgenden sollen diese Vorgänge im einzelnen erläutert werden. In dem Bereich I der Fig. 4 ist die Ladungsträger-Grundmenge Q_B unter den Übertragungselektroden Πα, lib, lic; 12«, 12fr, 12c... durch die Gleichung

Qs=K-S-V₁

gegeben, wobei K eine Konstante und S die Fläche der einzelnen Elektroden ist. In dem Bereich II der Fig. 4 ist die obenerwähnte Grundmenge Q_B der Ladungsträger nur unter den zweiten Elektroden 11 fr, 12b... gespeichert, während die Ladungsträger-Grundmasse unter den ersten und dritten Elektroden Ho, 12a... lic, 12c... durch Rekombination von Ladungsträgern und Majoritätsträgern in dem Halbleiterkörper verschwindet. Indem Bereich III der Fig. 4, bei dem die an den zweiten Elektroden Hb, 12b... anliegende Gleichspannung auf den Spannungswert V₂ geändert ist, ist die Menge der unter den zweiten Elektroden 116,12b... zu speichernden Ladungsträger durch den Ausdruck KS V₂ gegeben, so daß sich die maximale Menge Q_L von Ladungsträgern, die durch das Bildlicht eingeführt und unter den zweiten Elektroden 11b, 12b... gespeichert werden, aus der Gleichung

Q_L=K-S-(V₂- K₁)

ergibt. Daher wird unter den zweiten Elektroden eine durch das Bildlicht eingeleitete Ladungsträgermenge gespeichert, deren Größe zwischen den Ladungsträgermengen K ■ S ■ K₁ und K - S · ( V₂ - K₁) liegt. Mit anderen Worten heißt dies, daß die Grundmenge Q₈ der Ladungsträger sowie die durch das Licht eingeleitete und unter den zweiten Elektroden gespeicherte Ladungsträgermenge Q_L durch Steuern der anliegenden Gleichspannungen K₁ und K₂ auf bestimmte Werte einstellbar sind. Beispielsweise wird die Ladungsträger-Grundmenge Q_B gleich der Menge Q_L der durch das Licht eingeleiteten und unter den zweiten Elektroden gespeicherten Ladungsträger gemäß Fig. 3, wenn V₂ gleich 2 K₂ ist.

Wenn auch die angelegte Gleichspannung K₁ nicht gleich K₂ ist, wird in der obigen Erläuterung die vorliegende Erfindung dadurch ausgeführt, daß K₁ = K, eingestellt wird. Dadurch wird die Grundmenge an Ladungsträgern auf jene Größe eingestellt, die kleiner ist als die Maximalmenge der unter den Elektroden zu speichernden Ladungsträger, d.h. kleiner als K-S- V_x. Es ist von Vorteil, daß die angelegte pulsierende Gleichspannung zur Übertragung und Speicherung von Ladungsträgern stets einen konstanten Wert von beispielsweise K₁ hat. Um eine Ladungsträger-Grundmenge einzuleiten, die kleiner ist als die maximale Menge der unter den Elektroden zu speichernden Ladungsträger, ist zu beachten, daß ein pn-Übergang zur Einleitung der Ladungsträger-Grundmenge in Sperrichtung vorgespannt wird oder daß zwischen den Einrichtungen zur Einleitung der Ladungsträger-Grundmenge und den Übertragungselektroden ein MOS-Element angeordnet wird.

Die vorliegende Erfindung läßt sich auch dadurch ausführen, daß der Halbleiterkörper zur Einleitung der Ladungsträger-Grundmenge unter Verwendung von Licht emittierenden Einrichtungen beleuchte! wird.

In Fig. f> ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um eine mit einer ladungsgekoppelten Halbleitereinrichtung arbeitende Bildaufnahmevorrichtung mit zwei Reihen von Elektroden, von denen die eine dazu dient, die in einen Halbleiterkörper durch BiIdlicht eingeleiteten Ladungsträger zu speichern, während die andere zur Speicherung der Ladungsträger-(irundmenge vorgesehen ist, wobei die gespeicherten Ladungsträger und die Ladungsträger-Grundmenge miteinander vermischt werden.

Die in Fig. 6 gezeigte Ausführung umfaßt im einzelnen eine erste Reihe von Elektroden 25 a, 25 b, 25 c, 26a, 26b, 26c..., 30a, 30b, 30c, die über eine Isolierschicht auf dem Halbleiterkörper angeordnet sind, sowie eine zweite Reihe von Elektroden 31a, 31b, 31c,

'5 32a, 32b, 32c... 36a, 36b, 36c, die ebenfalls über die Isolierschicht auf dem Halbleiterkörper an den Elektroden der ersten Reihe entsprechenden Stellen angeordnet sind, ferner zwischen den Elektroden der ersten und der zweiten Reihe an entsprechenden Stellen

ao angeordnete Gate-Elektroden 37, 38, 39, 40, 41, 42 . .52, 53, 54, die wiederum über die Isolierschicht aul dem Halbleiterkörper angeordnet sind. Ferner umfaßt die Ausführungsform nach Fig. 6 eine Einrichtung 55, die nahe den Elektroden 31a, 31b, 31c 32a, 32b, 32c... 36a, 36b, 36c angeordnet ist und dazu dient, in den Halbleiterkörper unmittelbar unterhalb dieser Elektroden der zweiten Reihe eine Ladungsträger-Grundmenge einzuführen, ferner Einrichtungen 56 und 57 zur Erkennung der Ladungsträ-

ger. Einrichtungen 58, 59, 60 sowie 61, 62, 63 zui Zuführung von pulsierenden Gleichspannungen ar die beiden Elektrodenreihen zur Übertragung vor Ladungsträgern längs der Halbleiteroberfläche, wobei diese Einrichtungen in der in Fig. 6 gezeigten Weise

mit den Elektroden der beiden Reihen verbunder sind, und schließlich eine Einrichtung 64 zur Zuführung einer Gleichspannung an die Gate-Elektroder 37, 38, 39, 40, 41, 42...52, 53, 54.

Diese Bildaufnahmevorrichtung arbeitet folgen-

dermaßen. Trifft Bildlicht auf einen der ersten Elektrodenreihe entsprechenden Teil des Halbleiterkörpers und liegt an einer Reihe aus den Dreiergrupper der ersten Elektrodenreihe, beispielsweise an den je weils zweiten Elektroden 25b, 26b...30b ein«

Gleichspannung aus der Zuführeinrichtung 59, se werden die durch das Bildlicht in den Halbleiterkörpei eingeleiteten Ladungsträger in dem Halbleiterkörpei unmittelbar unter diesen zweiten Elektroden 25b 26b.. .3Ob gespeichert. Wird ferner eine Ladungsträ ger-Grundmenge durch die Zuführeinrichtung 55 » den Halbleiterkörper eingeleitet und liegen an der Elektroden 31a, 31 b, 31c, 32a, 32b, 32c...36a, 36fc 36c pulsierende Gleichspannungen in entsprechende: zeitlicher Beziehung aus den Zuführeinrichtungen 61

62, 63, so werden die Ladungsträger dieser Grund menge längs der Oberfläche des Halbleiterkörper: unmittelbar unterhalb der Elektroden der zweitei Reihe übertragen. Die Einleitung von Ladungsträgen der Grundmenge in den Halbleiterkörper wird fortge

setzt, bis diese Ladungsträger den gesamten Bereicl unter den Elektroden der zweiten Reihe durchsetzen Sodann wird an die Elektroden 31b, 32 b, 36 b, di< eine Reihe der Dreiergmppen unter den Elektrode! der zweiten Reihe bilden, eine Gleichspannung ange

legt, wodurch die Ladungsträger der Grundmenge ii ilem Halbleiterkörper unmittelbar unterhalb de zweiten Elektroden 31 b, 32b...36b gespeichert wer den. ⁶ '

In diesem Zustand wird an die Gate-Elektroden 37, 38, 39, 40, 41, 42...52, 53, 54 eine Gleichspannung aus der Zuführeinrichtung 64 angelegt, wodurch an denjenigen Bereichen des Halbleiterkörpers Kanäle gebildet werden, die den Bereichen zwischen den Elektroden der ersten Reihe und denen der zweiten Reihe entsprechen, beispielsweise zwischen den Elektroden 25b und 316, 26b und 32b...3Ob und 36i>. Über diese Kanäle werden die Bereiche unmittelbar unter den Elektroden der ersten Reihe und die unter den Elektroden der zweiten Reihe, beispielsweise also der Bereich unter der Elektrode 256 und der unter der Elektrode 31b, der Bereich unter der Elektrode 26b und der unter der Elektrode 32b..., der Bereich unter der Elektrode 30b und der unter der Elektrode 36b,elektrisch miteinander verbunden. Dadurch werden die durch das Licht in den Halbleiterträger eingeleiteten Ladungsträger sowie die Ladungsträger-Grundmenge miteinander vermischt. Sind die Flächen der Elektroden der ersten Reihe und die der Elektroden der zweiten Reihe einander gleich und sind ferner auch die den Elektroden der ersten und denen der zweiten Reihe zugeführten Spannungen gleich, so ist die in dem Halbleiterkörper unmittelbar unterhalb der Elektroden 25b, 26b...30b gespeicherten Ladungsträgermenge der in dem Halbleiterkörper unmittelbar unter den Elektroden 31b, 32b...36b gespeicherten Ladungsträgermenge, d.h. gleich der Hälfte der Summe aus den Ladungsträgern unter den Elektroden 25b, 26b... 30b und der Ladungsträger-Grundmenge unter den Elektroden 31b, 32b...36b. Ist beispielsweise die Ladungsträgermenge unter den Elektroden 25 b, 26 b... 30 b jeweils gleich Q_L und ist die Ladungsträger-Grundmenge unter den Elektroden 31b, 32b...36b jeweils gleich Q_B vor der Bildung der Kanäle, so sind die Ladungsträgermengen zwischen den Elektroden 25b, 26b... 30b und 31 b, 32b...36b nach der Mischung der beiden Mengen Ql ^ur|d Qe durch die Kanalbildung jeweils gleich V₂((2_L+ Q_B). Die Ladungsträger-Grundmenge wird also zu den durch das Bildlicht in den Halbleiterkörper eingeführten Ladungsträgern hinzuaddiert.

Die unter den Elektroden 25b, 26b...30b gespeicherten Ladungsträger werden längs der Oberfläche des Halbleiterkörpers nahe der Isolierschicht auf die Ladungsträger-Erkennungseinrichtung 56 übertragen, indem den Elektroden 25α, 26a... 30a; 25b, 26b...30b; 25r, 26c...3Oc in entsprechender zeitlicher Beziehung durch die Zuführeinrichtung 58, 59, 60 pulsierende Gleichspannungen zugeführt werden, und in der Einrichtung 56 werden die übertragenen Ladungsträger erkannt. Ebenso werden die unter den Elektroden 31b, 32b...36b gespeicherten Ladungsträger längs der Oberfläche des Halbleiterkörpers nahe der Isolierschicht zu der Erkennungseinrichtung 57 übertragen, indem an die Elektroden 31a, 32a...36a; 31b, 32b...36b; 31c, 32c...36c pulsierende Gleichspannungen in entsprechender zeitlicher Beziehung durch die Zuführeinrichtungen 61, 62, 63 angelegt werden, wobei die übertragenen Ladungsträger von der Einrichtung 57 erkannt werden.

In Fig. 7 sind die gleichen Teile wie in Fig. 6 mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. In der Schaltung nach Fig. 7 sind die Einrichtung 57 zum Erkennen der Ladungsträger sowie die Einrichtungeis 61,62 und 63 zum Zuführen von Gleichspannungen zum Übertragen der Ladungsträger-Grundmenge längs der Oberfläche des Halbleiterkörpers nahe der Isolierschicht auf die Einrichtung 57 zum Erkennen der Ladungsträger weggelassen, während eine Halbleiterzone 65, deren elektrischer Leitungstyp gegenüber dem des Halbleiterkörpers entgegengesetzt ist, eine

S Gate-Elektrode 66 zur Bildung eines Kanals in dem Halbleiterkörper sowie eine Elektrode 67 zur Zuführung einer Vorspannung an den zwischen dem Halbleiterkörper und der Halbleiterzone 65 gebildeten pn-Übergang zusätzlich vorgesehen sind.

ίο Wird die Vorspannung in Durchlaßrichtung an den pn-Übergang angelegt, so werden, wie oben erwähnt, Ladungsträger in den Halbleiterkörper eingeleitet. Diese eingeleiteten Ladungsträger werden zu der zweiten Reihe von Elektroden geleitet, indem durch Anlegen einer Gleichspannung an die Gate-Elektrode 66 ein Kanal in dem Halbleiterkörper unmittelbar unter der Gate-Elektrode gebildet wird. Die weitergeleiteten Ladungsträger werden in dem Halbleiterkörper unmittelbar unterhalb der Elektroden 31a, 31b,

*° 31 c,32a,32b,32c...36a,36b,36cgespeichert,indem aus einer Zuführeinrichtung 103 eine Gleichspannung an diese Elektroden der zweiten Reihe angelegt wird. Die gespeicherten Ladungsträger bilden die Ladungsträger-Grundmenge und verteilen sich gleichmäßig unter den einzelnen Elektroden der zweiten Reihe. Andererseits werden die durch das Bildlicht eingeleiteten Ladungsträger durch die in Fig. 6 gezeigten Mittel unter einer Elektrodenreihe aus den Dreiergruppen von Elektroden der erstein Reihe gespeichert.

In diesem Zustand wird eine Gleichspannung an die Gate-Elektroden 37, 38, 39, 40, 41, 42...52, 53, 54 angelegt, wodurch Kanäle in dem Halbleiterkörper unmittelbar unter diesen Gate-Elektroden gebildet werden; daher mischen sich die unter den Elektroden der ersten Reihe gespeicherten Ladungsträger mit den Ladungsträgern der Grundmenge. Die durch das Bildlicht eingeleiteten Ladungsträger werden dabei durch die Ladungsträger der Grundmenge aufgestockt, so daß die Ladungsträger-Ausgangsmenge selbst dann erkennbar wird, wenn die durch das Bildlicht eingeleitete Ladungsträgermenge gering ist.

Gemäß der obigen Beschreibung werden in Fig. 7 zur Übertragung der Ladungsträger Gleichspannungen an die Elektroden der ersten Reihe, angelegt; wie

ersichtlich, läßt sich die Überführung von Ladungsträgern jedoch auch dadurch erzielen, daß derartige Gleichspannungen an die Elektroden der zweiten Reihe gemäß Fig. 6 angelegt werden.

In Fig. 8 sind die gleichen Teile wie in Fig. 7 mit gleichen Bezugsziffern angegeben, wobei Einrichtungen zur Einleitung einer Ladungsträger-Grundmenge nur nahe denjenigen Bereichen angeordnet sind, die den Bereichen entsprechen, an denen die durch das Bildlicht eingeleiteten Ladungsträger gespeichen werden sollen.

Angenommen, die durch das Bildlicht eingeleiteter Ladungsträger werden in dem Halbleiterkörper unmittelbar unterhalb der zweiten Elektroden aus der Dreiergruppen der Elektroden der ersten Reihe gespeichert, d.h. unter den Elektroden 25b, 26b...30b so sind gemäß Fig. 8 die Einrichtungen zum Einleiter der Ladungsträger-Grundmcnge nahe diesen Elek troden 25b, 26b...3Ob angeordnet. In der Schaltung nach Fi g. 7 sind die Einrichtungen zur Erzeugung dei Ladungsträger-Grundmenge vereinigt, in Fig. 8 sint sie getrennt.

Die Ladungsträger-Grundmenge wird erzeugt um in den Halbleiterkörper eingeleitet, indem an Halblei

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terzonen 68, 69...73 über Elektroden 80, 81...85 Die Ladungsträger-Grundmenge wird dabei durch eine Gleichspannung ai·* einer Zuführeinrichtung 87 Anlegen einer Gleichspannung an Halbleiterzonen angelegt wird, wobei diese Ladungsträger der Grund- 89, 90... 94 erzeugt, deren Leitungstyp gegenüber menge an die Elektrode 316,326.. .366 durch AnIe- dem des Halbleiterkörper entgegengesetzt ist, wobei gen einer Gleichspannung aus einer Zuführeinrich- 5 die Spannungszuführung über Elektroden 95, tung 86 an Gate-Elektroden 74, 75...79 geleitet 96... 100aus einer Zuführeinrichtung 101 erfolgt. Da werden. Diese eingeführten und weitergeleiteten La- auch die Ladungsträger-Grundmenge unter die Elekdungsträgerder Grundmenge werden in dem Halblei- troden 256, 266...306 gebracht wird, werden die terkörper unmittelbar unterhalb der Elektroden 316, durch das Bildlicht eingebrachten Ladungsträger mit 326...366 gespeichert, indem an diese Elektroden *° der Ladungsträger-Grundmenge vermischt,
eine Gleichspannung aus der Zuführeinrichtung 103 Bei der in Fig. 11 gezeigten weiteren erfindungsgeangelegt wird. Währenddessen werden die durch das mäßen Ausführungsform werden die durch das Bild-Bildlicht in den Halbleiterkörper eingebrachten La- licht in den Halbleiterkörper eingebrachten Ladungsdungsträger unter den Elektroden 256, 266...306 träger unter einer ersten Reihe von Elektroden gespeichert, wie in Fig. 6 gezeigt. Sodann wird aus ^l5 gespeichert, mit einer unter einer zweiten Reihe von der Zuführeinrichtung 64 eine Gleichspannung an die Elektroden gespeicherten Ladungsträger-Grund-Gate-Elektroden 38, 41...53 angelegt, wodurch die menge gemischt und längs der Oberfläche des HaIb-Ladungsträger der Grundmenge und die durch das leiterkörpers unmittelbar unterhalb der Elektroden Licht in den Halbleiterkörper eingebrachten und un- der zweiten Reihe übertragen,
ter den Elektroden 256,266... 306 gespeicherten La- ™ Die in den Halbleiterkörper eingeleiteten Ladungsträger miteinander gemischt werden. Dies be- dungsträger werden unter der ersten Reihe von Elekdeutet, daß die durch das Bildlicht eingebrachten troden 25a, 2Su, 25c, 26a, 266, 26c..30a, 306, 30c Ladungsträger durch die Ladungsträger-Grundmenge gespeichert, indem an die Elektroden eine Gleichaufgestockt werden, so daß die Ladungsträger-Aus- spannung aus einer Zuführeinrichtung 102 angelegt gangsmenge selbst dann erkennbar wird, wenn die *5 wird. Wie in Fig. 6 wird die Ladungsträger-Grund-Menge der durch das Bildlicht eingebrachten La menge unter den Elektroden der zweiten Reihe gedungsträger gering ist. speichert. In diesem Zustand wird aus der Zuführein-

Bei der in Fig. 9 gezeigten erfindungsgemäßen richtung 64 eine Gleichspannung an die Gate-Elek-Ausführungsform *st die zweite Reihe von Elektro- troden 37,38,39,40,41,42... 52,53,54 zur Bildung den, wie sie in den Schaltungen nach den Fig. 5, 6, 3° von Kanälen angelegt, wobei die durch das Bildlicht 7 und 8 vorgesehen ist, weggelassen. Die in den Halb- eingeleiteten Ladungsträger und die Ladungsträgerleiterkörper durch Bildlicht eingebrachten Ladungs- Grundmenge miteinander gemischt werden. Die geträger werden gemäß Fig. 6 unter den Elektroden mischten Ladungsträger werden längs der Oberfläche 256, 266...306 gespeichert, während gemäß Fig. 7 des Halbleiterkörpers unmittelbar unter den Elektroeine Ladungsträger-Grundmenge durch Anlegen ei- 35 den 31a,316,31c,32a,326,32c..36a,366, 36c der ner Gleichspannung an eine Halbleiterzone 88 in den zweiten Reihe übertragen, indem an die Elektroden Halbleiterkörper eingebracht wird. Die eingeführte 31a, 32a...36a; 316, 326...366; 31c, 32c..36c Halbleiter-Grundmenge wird durch Anlegen einer Gleichspannungen aus den Zuführeinrichtungen 61, Gleichspannung an die Gate-Elektroden 37, 38, 39, 62, 63 in entsprechender zeitlicher Beziehung ange-40,41,42... 52,53,54 eingebracht und weitergeleitet 40 legt werden, und die übertragenen Ladungsträger und mit den unter den Elektroden 256, 266...306 werden durch die Detektoreinrichtu".g 57 erkannt, gespeicherten Ladungsträgern vermischt. Dadurch In den obigen Ausführungsbeispielen sind mit Iawerden die durch das Licht in den Halbleiterkörper dungsgekoppelten Halbleitereinriclitungen arbeieingebrachten Ladungsträger mit der Ladungsträ- tende Bildaufnahmevorrichtungen beschrieben, bei ger-Grundmenge aufgestockt. Die Ladungsträger- 45 denen dreiphasig pulsierende Gleichspannungen zur Grundmenge wird dadurch gesteuert, daß die an den Übertragung der Ladungsträger verwendet werden. Gate-Elektroden 37, 38, 39, 40, 41, 42...52, 53, 54 Die Erfindung ist jedoch auch bei solchen mit Ialiegende Gleichspannung gesteuert wird. dungsgekoppelten Halbleitereinrichtungen arbeiten-

GemäßFig. 10, in der eine gegenüber der Vorrich- den Bildaufnahmevorrichtungen, bei denen zweiphatung nach Fig. 9 vereinfachte Ausführungsform ge- 50 sig oder vierphasig pulsierende Gleichspannungen zeigt ist, werden die durch das Bildlicht in den Halb- benutzt werden, oder auch bei solchen Bildaufnahmeleiterkörper eingebrachten Ladungsträger nur unter vorrichtungen anwendbar, die mit Halbleitereinrichden Elektroden 256, 266.. .306 gespeichert, und die tungen arbeiten, bei denen die Ladungsträger, bildlich Ladungsträger-Grundmenge wird nur unter die EIek- gesprochen, wie die Eimer bei einer Löschkolonne troden 256, 266...306 eingebracht. 55 weitergegeben werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bildaufnahmevorrichtung, umfassend einen Halbleiterkörper, eine auf eine Oberfläche des Halbleiterkörpers aufgebrachte Isolierschicht, eine Einrichtung zum Belichten des Halbleiterkörpers mit einem Bild, wodurch in dem Halbleiterkörper Ladungsträger induziert werden, auf der Isolierschicht aufgebrachte Elektroden zum Speiehern und Übertragen der induzierten Ladungsträger in dem Halbleiterkörper unmittelbar unterhalb der Elektroden, mit den Elektroden verbundene Spannungsquellen zur Zuführung von Gleichspannungen an den Halbleiterkörper zum »5 Speichern und Übertragen der Ladungsträger sowie eine Detektoreinrichtung zur Erkennung der ibertragenen Ladungsträger, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (55, 65, 68...73, 88, •9...94) zum Einbringen einer Ladungsträger- *> Grundmenge in den Halbleiterkörper unmittelbar unterhalb der Elektroden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquellen (58...63) zur Zuführung von Gleichspannungen »5 an den Halbleiterkörper über die Elektroden (25...36) erste pulsierende Gleichspannungen erzeugen, wenn die Ladungsträger-Grundmenge

in den Halbleiterkörper unmittelbar unterhalb der Elektroden eingebracht werden, ferner erste Gleichspannungen, die den gleichen Wert haben wie die ersten pulsierenden Gleichspannungen, wenn die Ladungsträger-Grundmenge unter den Elektroden gespeichert wird, ferner zweite Gleichspannungen, die einen größeren absoluten Wert haben als die ersten pulsierenden Gleichspannungen, wenn das Bildlicht auf den Halbleiterkörper fällt, sowie zweite pulsierende Gleichspannungen, die den gleichen Wert haben wie die tweiten Gleichspannungen, wenn die I.adungsträger übertragen werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwischen den Einrichtungen zum Einbringen der Ladungsträger-Grundmenge und den Elektroden angeordnete Einrichtungen (37... 54) Eur Steuerung der Ladungsträgermenge.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen eine über die Isolierschicht auf dem Halbleiterkörper zwischen den Elektroden (25... 30) und den Einrichtungen zum Einbringen der Ladungsträger-Grundmenge angeordnete Elektrode (37...54) sowie eine mit der Elektrode verbundene Spannungsquelle (64) ^ur Zuführung einer Gleichspannung an den Halbleiterkörper unmittelbar unterhalb der Elektrode umfassen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der ersten pulsierenden Gleichspannung und die der zweiten Gleichspannung einander gleich sind und daß die Ladungsträger-Grundmenge geringer ist als die maximale Ladungsträgermenge, die der Spannung im Gleichgewichtszustand entspricht.

f>. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in einer ersten Reihe (25... 30) und einer zweiten Reihe (31...36) angeordnet sind, daß jeweils zwischen den Elektroden tier ersten und denen der zweiten Reihe Gate-Elektroden (37...54) angeordnet sind, daß die Beleuchtungseinrichtung das Bildlicht auf die der ersten Elektrodenreihe entsprechenden Teile des Halbleiterkörpers richtet, daß die Einrichtung (55, 65...67, 68...85) zum Einbringen der Ladungsträger-Grundmenge diese Ladungsträger unmittelbar unterhalb der zweiten Elektrodenreihe einleitet, daß mit der ersten Elektrodenreihe Spannungsquellen (58... 60) zur Zuführung von Gleichspannungen zum Speichern und Übertragen der induzierten Ladungsträger und mit der zweiten Elektrodenreihe Spannungsquellen (61... 63) zur Zuführung von Gleichspannungen zum Speichern und Übertragen der Ladungsträger-Grundmenge verbunden sind, daß mit beiden Elektrodenreihen Detektoreinrichtungen (56, 57) verbunden sind und daß eine Spannungsquelle (64) zur Zuführung einer Gleichspannung an die Gate-Elektroden zur Bildung von Kanälen in dem Halbleiterkörper zwischen den den Elektroden der ersten Reihe entsprechenden Bereichen und den den Elektroden der zweiten Reihe entsprechenden Bereichen vorgesehen ist. "7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquellen (61...63) zur Zuführung von Gleichspannungen an die zweite Elektrodenreihe (31... 36) zur Speicherung der Ladungsträger-Grundmenge dient und daß die Detektoreinrichtung (56) zur Erkennung der Ladungsträger nahe der ersten Elektrodenreihe (25...30) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einbringen einer Ladungsträger-Grundmenge eine Halbleiterzone (65, 68... 73), deren elektrischer Leitungstyp gegenüber dem des Halbleiterkörpers entgegengesetzt ist, so daß zwischen der Halbleiterzone und dem Halbleiterkörper ein pn-Übergang besteht, und die in dem Halbleiterkörper nahe der ersten Elektrodenreihe (25...30) angeordnet ist, ferner eine auf der Isolierschicht zwischen der ersten Elektrodenreihe und der Halbleiterzone angeordnete Gate-Elektrode (66, 74...79), ferner eine mit der Halbleiterzone verbundene Elektrode (67, 80...85), eine Spannungsquelle (86) zur Zuführung einer Gleichspannung an die Gate-Elektroden sowie eine Spannungsquelle (87) zur Zuführung einer Gleichspannung an die Elektrode zur Vorspannung des pn-Ubergangs in Durchlaßrichtung.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Elektroden (25... 30) vorgesehen ist, daß eine Halbleiterzone (88, 89...94), deren elektrischer Leitungstyp gegenüber dem des Halbleiterkörpers entgegengesetzt ist und die in dem Halbleiterkörper nahe den der Elektrodenreihe entsprechenden Bereichen angeordnet ist, so daß zwischen der Halbleiterzone und dem Halbleiterkörper ein pn-Übcrgang besteht, daß auf der Isolierschicht zwischen jeder Elektrode und dem Halbleiterbereich eine Gate-Elektrode (37...54) angeordnet ist, daß Spannungsquellen (58... 60) zur Zuführung von Gleichspannungen an den Halbleiterkörper unmittelbar unterhalb der Elektrodenreihe mit diesen Elektroden zur Speicherung und Übertragung der induzierten Ladungsträger verbunden sind, daß eine Spannungsquelle (64) zur Zuführung ei-

3 ' 4

ner Gleichspannung an die Gate-Elektroden zur Rauschabstand für schwache Eingangssignale auf-

Bildungvon Kanälen indem Halbleiterkörper un- weist. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach der

terhalb der Gate-Elektroden vorgesehen ist, daß Lehre des Patentanspruchs 1.

mit der Halbleiterzone eine Elektrode (67, Durch das erfindungsgemäße Einbringen einer

95... 100) verbunden ist und daß eine Spannungs- 5 Grundmenge an Ladungsträgern wird erreicht, daß

quelle (101) zur Zufuhrung einer Glochspannung der für das einfallende Licht unempfindlichste Teil der

an die Elektrode zur Vorspannung des pn-über- Kennlinie Ladungsträger-Übenragungsvermögen zu

gangs in Durchlaßrichtung vorgesehen ist. Ladungsträgermenge unterdrückt wird, so daß einfallendes Licht auch geringe Intensität am Ausgang der ^io Vorrichtung zu einem eindeutigen Signal führt. Dabei läßt sich die Ladungsträger-Grundmenge vorteilhafterweise so wähien, daß für den normalen Betrieb der Vorrichtung eine lineare Abhängigkeit der am Aus-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildaufnahme- gang erscheinenden Ladungsträgermenge von der

vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentan- 15 Lichtintensität erreicht wird.

spruchs 1. Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschrei-

Kürzlich ist ein Schiebewiderstand ma neuartigem bung, in der der Stand der Technik noch ausführlicher

Aufbau entwickelt worden, der einen Halbleiterkör- sowie bevorzugte Ausführungsbeispiele dargelegt

per, eine auf einer Oberfläche des Halbleiterkörpers sind, an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert,

aufgetragene dünne Isolierschicht sowie eine Vielzahl *o In den Zeichnungen zeigt

von auf der Isolierschicht angeordneten Elektroden Fig. 1 einen Querschnitt durch eine herkömmliche, aufweist; dieser Schiebewiderstand ist in einem Auf- mit einer ladungsgekoppelten Halbleitereinrichtung satz von W. S. Boyle und G. E. Smith mit dem arbeitende Bildaufnahmevorrichtung,
Titel »Charge Coupled Semiconcuctor Devices« in Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der Bezie-The Bell System Technical Journal, Band 49, Nr. 4 *5 hungen zwischen der Lichtintensität und der Menge (April 1970), Seiten 587 bis 593 beschrieben. Als eine von durch das auftreffende Licht in einen Halbleiter-Anwendungsmöglichkeit der ladungsgekoppelten körper eingeführten Ladungsträgers sowie zwischen Halbleitereinrichtung ist in einem Aufsatz von L. Alt- der Lichtintensität und der Menge an eingeführten man mit dem Titel »Then New Concept for Memory und übertragenen Ausgangs-Ladungsträgern bei der and Imaging: Charge Coupling« in Elektronics, Band 3o herkömmlichen Bildaufnahmevorrichtung,
14,Nr. 13(21. Juni 1971), Seiten 50 bis 59, eine Bild- Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Bezieaufnahmevorrichtung beschrieben. hungen zwischen der Lichtintensität und der Menge Eine mit einer ladungsgekoppelten Halbleiterein- an durch das Licht in einen Halbleiterkörper eingerichtung arbeitende Bildaufnahmevorrichtung ist so führten Ladungsträgern sowie zwischen der Lichtinaufgebaut, daß zusätzliche Einrichtungen vorgesehen 35 tensität und der Menge an eingeleiteten und überwerden, die das Bildlicht auf die Halbleitereinrichtung tragenen Ausgangs-Ladungsträgern gemäß der Erfinrichten. dung,

Bei ladungsgekoppelten Halbleitereinrichtungen Fig. 4 ein Beispiel für Impulsdiagramme von den

ist das Ladungsträger-Übertragungsvermögen der Ubertragungselektroden zugeführten pulsierenden

wichtigste Faktor. Dieses Übertragungsvermögen ist 4° Gleichspannungen gemäß der Erfindung,

kleiner als 100%, da die zu übertragenden Ladungs- Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform

träger nicht vollständig von einem der einen Elektrode der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

entsprechenden Teil in einem Halbleiterkörper zu Fig. 6 bis 11 Draufsichten auf weitere erfindungs-

dem der benachbarten anderen Elektrode entspre- gemäße Ausführungsformen, wobei es sich bei den

chenden Teil übertragen werden. Daher nimmt mit 45 Ausführungsformen nach Fig. 9 und 10 um Verein-

der Länge des Übertragungsweges für die Ladungs- fachungen der Ausführungsformen nach Fig. 7 und

träger das Gesamt-Ubertragungsvermögen erheblich 8 handelt.

ab. Außerdem ist das Übertragungsvermögen um so Eine herkömmliche Bildaufnahmevorrichtung mit geringer, je kleiner die Menge der zu übertragenden ladungsgekoppelter Halbleitereinlichtung, wie sie in Ladungsträger ist, so daß es in herkömmlichen la- 50 Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt typischerweise einen Halbdungsgekoppelten Halbleitereinrichtungen schwierig leiterkörper 1, eine auf eine Oberfläche des Halbleiist, sehr kleine Ladungsträgermengen zu übertragen. terkörpers 1 aufgetragene Isolierschicht, eine Ein-Diese Tatsache ist beispielsweise in einem Aufsatz von richtung 3, die Licht 4 von einem Bild auf den C-K. Kim und M. Lenzlinger mit dem Titel Halbleiterkörper richtet und dadurch Ladungsträger »Charge Transfer in Charge-Coupled Devices« in 55 in dem Halbleiterkörper 1 hervorruft, auf der Isolierjournal of Applied Physics, Band 42, Nr. 9 (August schicht 2 getrennt angeordnete Elektroden 11«, 11 ö, 1971), Seiten 3586 bis 3594 beschrieben. lic...; 12α, 12ί>, 12c...; 13α, 136,13c...; zum Spei-Ferner nimmt die abgegebene Menge der Ladungs- ehern der von dem Licht 4 in dem Halbleiterkörper 1 träger mit Abnahme eines Eingangssignals, d.h. der hervorgerufenen Ladungsträger sowie zum Übertra-Lichtintensität, nicht linear ab. Wird nun die obener- 60 gen dieser Ladungsträger längs der Oberfläche des wähnte ladungsgekoppelte Halbleitereinrichtung für Halbleiterkörpers 1 nahe der Isolierschicht 2, ferner eine Bildaufnahmevorrichtung verwendet, so läßt sich mit den Elektroden 11a, 12a, 13a...; 116,126,136... Lichtmitgeringer Intensität nicht feststellen, d.h. daß und lic, 12c, 13c... verbundene Einrichtungen 5, 6 dunkle Teile des Bildes nicht aufgenommen und daher bzw. 7 zur Zuführung von pulsierenden Gleichspandie wiedergegebenen Bilder unscharf werden. 65 nungen an die Elektroden und damit zum Übertragen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine der Ladungsträger auf den Halbleiterkörper 1 sowie Bildaufnahmevorrichtung zu schaffen, die hohes La- eine Einrichtung 8 zur Erkennung der so übertragedunesträeer-Übertragungsvermögen und hohen nen Ladungsträger.