DE2553658C2

DE2553658C2 - Optoelectronic sensor arrangement and method for its operation

Info

Publication number: DE2553658C2
Application number: DE19752553658
Authority: DE
Inventors: Hans-Jörg Dr 8011 Zorneding; Mauthe Manfred Dipl.-Ing 8000 München Pfleiderer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-11-28
Filing date: 1975-11-28
Publication date: 1977-09-01
Also published as: DE2553658B1

Description

Es ist bekannt, die Bildpunktc eines eindimensionalen optoelektrischen Sensors parallel in ein erstes und in ein zweites Parallel-Sericn-Ausleseschieberegister auszulesen. Dies geht aus der Veröffentlichung »Charge Coupled Device Scanner Having Simultaneous Readout, Optical Scan and Data Rate Enhancement« von VV. !\ B a η k ο w s k i und ). D. Ta r t a in e 11 a in IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 16, Nr. I, Juli 197J, S. 17J-174 hervor. Dort ist ein erstes Parallel-Serien-Ausleseschieberegister auf der einen Längsseite des Sensors angeordnet, in das der Bildpunktreihe nach jeder zweite Bildpunkt des Sensors parallel auslcsbar ist. Auf der anderen Längsseite ist ein zweites Parallel-Serien-Ausleseschieberegisler angeordnet, in das die restlichen Bildpunkte parallel auslesbar sind. Durch diese Anordnung kann die Auflösung des Sensors gegenüber Anordnungen mit nur einem Ausleseschieberegister auf einer Längsseite verdopptelt werden. Als Ausleseschieberegister werden vorzugsweise ladungsgekoppelte Verschiebevorriehtungen verwendet, die auf der Oberfläche des Substrats integriert sind. Ladungsgekoppelte Versehiebevorrichlungen sind beispielsweise in der DT-OS 22 0! 150 dargestellt und beschrieben. Solche Verschiebevorriehtungen sind im wesentlichen so aufgebaut, daB auf einer Oberfläche eines Substrats aus dotiertem Halbleitermaterial eine elektrisch isolierende Schicht aulgebracht ist, die eine Reihe von Elektroden, die durch schmale Spalte voneinander getrennt sind, trägt. Es lassen sich Verschiebevorriehtungen für Zwei-, Drei-, Vier-Phasen-Betrieb usw. unterscheiden. Bei Verschiebevorrichtung für den Zwei- bzw. Vier-Phasen-Betrieb bildet jedweils eine Gruppe von vier aufeinanderfolgenden Elektroden einen Speieherplatz. Bei einer Verschiebevorrichtung für den Drei-Phasen-Betrieb bildet jeweils eine Gruppe von drei aufeinanderfolgenden Elektroden in der Reihe einen Speicherplatz, leder Bildpunki des eindimensionalen optoelektronischen Sensors wird in einem solchen Speicherplatz ausgelassen.It is known that the image points of a one-dimensional optoelectronic sensor are parallel in a first and in a read out second parallel service read shift register. This comes from the publication »Charge Coupled Device Scanner Having Simultaneous Readout, Optical Scan and Data Rate Enhancement «by VV. ! \ B a η k ο w s k i and). D. Ta r t a in e 11 a in IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 16, No. I, July 197J, Pp. 17J-174. There is a first parallel-series read-out shift register arranged on one long side of the sensor, into which the row of pixels can be triggered in parallel after every second pixel of the sensor. On the other long side is a second parallel-series readout shift register arranged in which the remaining pixels can be read out in parallel. With this arrangement, the resolution of the sensor are doubled compared to arrangements with only one readout shift register on one long side. as Read shift registers are preferably used charge-coupled device shifting devices, the are integrated on the surface of the substrate. Charge-coupled accesories are for example in the DT-OS 22 0! 150 shown and described. Such displacement devices are in the essentially constructed in such a way that a electrically insulating layer is applied, which is a series of electrodes, which are through narrow gaps are separated from each other. Sliding devices can be used for two, three, and four-phase operation etc. differ. When shifting device for two- or four-phase operation forms each a group of four consecutive electrodes a storage place. With a shifting device for three-phase operation, a group of three consecutive electrodes forms in each case in a row a storage space, leather image points of the one-dimensional optoelectronic sensor is left out in such a memory location.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine optoelektronische Sensoranordnung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der die Auflösung des optoelektronischen Sensors erheblich erhöht werden kann.The object of the present invention is to provide an optoelectronic sensor arrangement of the type mentioned at the beginning Specify the type with which the resolution of the optoelectronic sensor can be significantly increased can.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jedes der beiden Ausleseschieberegister eine ladungsgekoppelte Verschiebevorrichtung mit vier Elektroden pro Speicherplatz ist, daß in jeden Speicherplatz zwei Bildpunkte des Sensors auslesbar sind, wobei ein Bildpunkt unter eine, der andere unter eine übernächste der vier Elektroden des Speicherplatzes auslösbar ist und wobei diese beiden Elektroden in allen Speicherplätzen eines der Auslese-Schieberegister den gleichen Platz in der Elektroden-Vierergruppe des Speicherplatzes einnehmen, daß in jedem Speicherplatz der Speicherbereich unter der einen dieser beiden Elektroden, die in allen Speicherplatzen eines der beiden Auslese-Schieberegister denselben Platz in der Elektroden-Vierergrtippe einnimmt, unmittelbar avislesbar ist. daß ein drittes Parallel-Serien-Auslese-Schieberegister vorhanden ist, in das diese Speicherbereiche des einen der beiden erstgenannten Auslesesehiebereirister parallel auslesbar sind und daß ein viertes Parallel-Serien Ausleseschieberegister vorhanden ist. in das diese Speicherbereiche des anderen der beiden erstgenannten Ausleseschieberegister auslcsbar sind. Die Auflosung eines solchen Sensors kann erheblieh erhöhl werden, da zwei Bildnunkte in einem Speicherplatz ties ersten und zweiten Ausleseschieberegisters ausgelesen werden. The object is achieved in that each of the two read shift registers has a charge-coupled device Displacement device with four electrodes per storage space is that two in each storage space Image points of the sensor can be read out, with one image point below one, the other below the next but one of the four electrodes of the storage location can be triggered and these two electrodes in all storage locations one of the readout shift registers has the same place in the electrode group of four of the memory location assume that in each storage location the storage area under one of these two electrodes, which in all storage locations of one of the two readout shift registers has the same location in the four electrode group occupies, is immediately avis-readable. that a third parallel-serial readout shift register is present, in which these memory areas of one of the two first-mentioned read-out register registers in parallel can be read out and that a fourth parallel-series read-out shift register is available. in that this Storage areas of the other of the two first-mentioned read shift registers can be read out. The resolution such a sensor can be considerably increased because two image points in a memory space ties first and the second read shift register are read out.

Vorzugsweise sind das erste und das zweite Ausleseschieberegister so aufgebaut, daß ihre Elektros den der Reihe nach abwechselnd auf dickerer und dünnerer elektrisch isolierender Schicht liegen, daß die Bildpunkte unter die Elektroden auf dünnerer Schicht auslesbar sind und daß jeweils der Speicherbereich unter einer Elektrode auf dünnerer elektrisch isolieren-Preferably, the first and the second read shift register are constructed so that their electrical which lie in sequence alternately on thicker and thinner electrically insulating layer that the Image points under the electrodes can be read out on a thinner layer and that the memory area in each case electrically isolate under an electrode on a thinner

ίο der Schicht unmittelbar auslesbar ist. Es sind in diesem Fall für den Betrieb jedes der Ausleseschieberegister nur zwei Takte notwendig und es kann daher die Ansteuerung erheblich vereinfacht werden.ίο the layer can be read out directly. There are in this Case only two clocks are necessary for the operation of each of the readout shift registers and therefore the Control can be simplified considerably.

Vorzugsweise sind das drille und das vierte Ausleseschiebercgisler ebenfalls ladungsgekoppelte Verschiebevorriehtungen. Es ist dabei von Vorteil, wenn die dritte und vierte Verschiebevorrichtung je eine Verschiebevorrichtung mit vier Elektroden pro Speicherplatz ist. Sie kann dann gleichzeitig mit dem Ausleseschieberegister ohne zusätzliche Veriahrerisschritte hergestellt werden. Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang weiter, wenn die Elektroden des dritten und vierten Ausleseschieberegisiers der Reihe nach abwechselnd auf dünnerer und dickerer elektrischPreferably the third and fourth readout slide controls are also charge coupled Sliding devices. It is advantageous if the third and fourth displacement devices each have one Sliding device with four electrodes per storage space is. You can then simultaneously with the Readout shift register without additional process steps getting produced. It is also advantageous in this context if the electrodes of the third and fourth readout shift register in turn alternately on thinner and thicker electrical

2s isolierender Schicht liegen und wenn sie jeweils in einem Speicherplatz bei einem Speicherbereich unter einer Elektrode auf dünnerer elektrisch isolierender Schicht parallel einlesbar sind. Es sind dann zum Betrieb jedes dieser beiden Ausleseschieberegister ebenfalls nur zwei Takte notwendig, wodurch die Ansteuerung erheblich vereinfacht wird.2s insulating layer and if they are each in a storage space at a storage area under an electrode on a thinner electrically insulating one Layer can be read in parallel. Each of these two readout shift registers are then also only available for operation two cycles are necessary, which considerably simplifies control.

Eine vorstehend angegebene Sensoranordnung wird so beirieben, daß der Sensor in an sich bekannter Weise betrieben wird, daß zum Auslesen des Sensors in dieA sensor arrangement specified above is operated in such a way that the sensor is operated in a manner known per se is operated that to read the sensor in the

.VS Ausleseschieberegister an die Elektroden des ersten und zweiten Ausleseschieberegisters Spannungen so angelegt werden, daß die Speicherbereiche unter den beiden Elektroden in jedem Speicherplatz, in die ausgelesen wird, in Speicherzustand gesetzt sind, daß der Sensor in diese Speicherbereiche ausgelesen wird, daß der Speicherbereich unter der einen dieser beiden Elektroden sofort in den entsprechenden Speicherplatz des dritten bzw. vierten Auileseschieberegisiers ausgelesen wird und daß anschließend die jetzt in den vier Ausleseschieberegistern gespeicherte Information seriell aus diesen ausgelesen wird und daß danach der Sensor, der wenigstens in dieser Zeil in Bildaufnahmezustand gesetzt ist,erneut ausgelesen wird..VS readout shift register voltages applied to the electrodes of the first and second readout shift register that the memory areas under the two electrodes in each memory location are read out into the is set in the memory state that the sensor is read into these memory areas that the Immediately move the storage area under one of these two electrodes into the corresponding storage space of the third or fourth Auileseschieberegisiers is read out and that then the now in the four Information stored in readout shift registers is read out serially from these and then the Sensor which is set in the image recording state at least in this line is read out again.

Besondere Vorteile der angegebenen Scnsoranordnung liegen zum einen darin, daß gegenüber herkömmlichen Sensoranordnung der eingangs genannten Art die Auflösung praktisch verdoppelt werden kann und daß bei der Herstellung keine wesentlichen zusätzlichen Verfahrensschritte notwendig sind. Zudem weist dieParticular advantages of the specified sensor arrangement are, on the one hand, that compared to conventional ones Sensor arrangement of the type mentioned, the resolution can be practically doubled and that no significant additional process steps are necessary in the production. In addition, the

.s5 Anordnung einen einfachen Aufbau auf. Die Betriebsweise der Sensoranordnung im ebenfalls sehr einfach und stellt gegenüber herkömmlichen Sensoren keine besonderen Anforderungen an die Betriebstakte..s5 arrangement has a simple structure. The mode of operation the sensor arrangement is also very simple and does not have any compared to conventional sensors special requirements for the operating cycles.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbei-The invention is based on an exemplary embodiment

Ih) spiel* in der Figur näher erläutert.Ih) game * explained in more detail in the figure.

Die Figur zeigt in Draufsicht einen Ausschultl aus einem Ausführungsbeispiel einer .Sensoranordnung.The figure shows a top view from a Ausultl an embodiment of a .Sensor arrangement.

In der figur isi in Draufsicht eine bevorzugte Ausführungsform einer vorstehend beschriebenen SenIn the figure, a preferred one is shown in plan view Embodiment of a Sen described above

(■> soranordnung dargestellt. Die gesamte Anordnung befindet sich auf der Oberfläche einer lichtdurchlässigen elektrisch isolierenden Schicht 1, die auf einer Oberfläche eines Substrats aus dotiertem Halbleiterma(■> sensor arrangement shown. The entire arrangement located on the surface of a translucent electrically insulating layer 1, which is on a surface of a substrate made of doped semiconductor ma

terial mit SubstratanschluD aufgebracht ist. Diese elektrisch isolierende Schicht weist innerhalb des durch die Linie 2 umrahmten Bereiches eine dünnere Schichtdicke als außerhalb auf. Günstig ist es dabei, wenn die Schichtdicke außerhalb des durch die Linie 2 definierten Bereiches möglichst groß (Dickoxid) gegenüber der dünneren Schichtdicke (Dünnoxid) im Inneren dieses Bereiches gewählt wird. Die Bildpunkte des eindimensionalen optoelektronischen Sensors sind durch die Vertiefungen 3 bis 14 in der Oberfläche der elektrisch isolierenden Schicht definiert. Die Übertragungskanäle des ersten und zweiten Auslcscschicbcregistcrs sind durch die kanalartigcn Vertiefungen 17 und 18 in der Oberfläche der elektrisch isolierenden Schicht und die Übertragungskanälc des dritten und vierten Auslcseschicbcrcgistcrs durch die kanalartigen Vertiefungen 19 und 20 'n der elektrisch isolierenden Schicht definiert. Die mit ungeradzahligen Bezugszeichen versehenen Bildpunktc des Sensors sind über grabenartige Vertiefungen 31 bis 131 in der elektrisch isolierenden Schicht mit dem Übertragungskanal 17 des ersten Auslescschicbercgisters verbunden. Die mit geradzahligen Bezugs/eichen versehenen Bildpunktc des Sensors sind zur anderen Seite hin über ebenfalls grabenartige Vertiefungen 42 bis 142 in der elektrisch isolierenden Schicht mit dem Übertragungskanal 18 des zweiten Ausleseschicbercgisters verbunden. Diese grabenartigen Vertiefungen 31 bis 131 bzw. 42 bis 1-12 definieren Informationsübertragungskanäle zum Übertragen der in den Bildpunkten gespeicherten Information in die entsprechenden Speicherplätze der Auslescschicbercgister. Der Übertragungskanal 17 ist über ebenfalls solche grabenartigc Vertiefungen 191 bis 193 in der elektrisch isolierenden Schicht mit dem Übertragungskanal 19 des dritten Ausleseschiebercgisters verbunden. Kbenso ist auf der anderen Seite der Überiragungskanal 18 über solche grabenartigc Vertiefungen 201 bis 203 in der elektrisch isolierenden Schicht mit dem Übertragungskanal 20 des vierten Ausleseschieberegisiers verbunden. Die grabenartigen Vertiefungen 191 bis 193 bzw. 201 bis 203 definieren ebenfalls Informationsübertragungskanäle zur parallelen Übertragung der Information vom ersten Ausleseschieberegister /um dritten bzw. vom zweiten Auslcseschieberegisler /um vierten Ausleseschieberegister. Auf der elektrisch isolierenden Schicht befindet sich ein Streifen 70 aus lichtdurchlässigem elektrisch leitendem Material, der alle Bildpunkte 3 bis 14 vollständig überdeckt. Über dem Übevlmifkunnl 17 sind die Elektroden 401 bis 404 der ladungsgekoppelten Verschiebevorrichtung milyebracht, leweils eine Vicrergruppc von Elektroden 401 bis 404 bildet einen Speicherplatz dieser Verschiebevorrichtung. Die Klektroden 402 und 404 befinden sich bei den schmaleren grabenartigen Vertiefungen 31 bis 131 und überdecken diese bis nahe an den Streifen 70. leweils die mit gleichen Be/ugszcichcn versehenen Elektroden sind über Tuktleitungen 410 bis 440 elektrisch leitend miteinander verbunden. Das dritte Ausleseschieberegister mit dem l'lbertrngungskannl 19 ist wie das erste Auslcseschieberegistcr als indungsge koppelte Verschiebevorrichtung ausgebildet, d. h. über dem Überlrngiingsknnnl 19 sind Elektroden 501 bis 504 aufgebracht, wobei jeweils eine Vierergnippe von Elektroden 501 bis 504 einen Speicherplatz bildet. |ede der Elektroden 502 befindet sich bei einer der schmaleren grnbennrtigen Vertiefungen 191 bis 193 in der elektrisch isolierenden Schicht und überdeckt diese bis luilu* an die Elektrode 404. )ede der Elektroden 404 des ersten Auslcseschicbcrregislcr:; befindet sich nämlich ebenfalls bei einer dieser grabenartigen Vertiefungen 191 bis 193 und ist ebenso über den IJbertragungskanal 17 seitlich erweitert und überdeckt s dabei die grabenartige Vertiefung. Über den Zwischenräumen zwischen den Elektroden 402 und 404 des ersten Auslescschicbercgisters und dem Streifen 70 ist von beiden elektrisch isoliert eine Transferelektrodc 80 und über dem Zwischenraum /wischen den Elektroden 404material is applied with substrate connection. This electrically insulating layer has inside the through the line 2 framed area has a thinner layer than outside. It is favorable when the layer thickness outside the area defined by line 2 is as large as possible (thick oxide) the thinner layer thickness (thin oxide) is selected in the interior of this area. The pixels of the one-dimensional optoelectronic sensor are through the depressions 3 to 14 in the surface of the electrically insulating layer defined. The transmission channels of the first and second output register are through the channel-like depressions 17 and 18 in the surface of the electrically insulating layer and the transmission channels of the third and fourth release shifting elements through the channel-like depressions 19 and 20 'n of the electrically insulating layer defined. Those with odd numbers provided image points c of the sensor are electrically via trench-like depressions 31 to 131 in the insulating layer connected to the transmission channel 17 of the first Auslescschicbercgisters. With Even-numbered reference / calibrated image points of the sensor are also over to the other side trench-like depressions 42 to 142 in the electrically insulating layer with the transmission channel 18 of the connected to the second readout registers. These trench-like Wells 31 to 131 and 42 to 1-12 define information transmission channels for transmission the information stored in the image points in the corresponding memory locations of the readout register. The transmission channel 17 is also via such trench-like depressions 191 to 193 in the electrically insulating layer with the transmission channel 19 of the third readout shift register tied together. Likewise, the transfer channel 18 is on the other side via such trench-like depressions 201 to 203 in the electrically insulating layer with the transmission channel 20 of the fourth readout shift register tied together. The trench-like depressions 191 to 193 and 201 to 203 also define Information transmission channels for the parallel transmission of information from the first readout shift register / by the third or from the second readout shift register / by the fourth readout shift register. On the electrically insulating layer is a strip 70 made of translucent electrically conductive material, which completely covers all pixels 3 to 14. The electrodes 401 to 404 are located above the adapter 17 the charge coupled device mily brought, A respective group of electrodes 401 to 404 forms a storage location for this displacement device. The electrodes 402 and 404 are located at the narrower trench-like depressions 31 to 131 and cover these up to close to the stripes 70. in each case those provided with the same symbols Electrodes are connected to one another in an electrically conductive manner via duct lines 410 to 440. The third Readout shift register with the transfer channel 19 is like the first shift register as indentge coupled displacement device formed, d. H. Above the extension knob 19 are electrodes 501 to 504 applied, with a quadruple group of electrodes 501 to 504 forming a storage space. | ede of the electrodes 502 is located in one of the narrower, green depressions 191 to 193 in the electrically insulating layer and covers it up to luilu * at the electrode 404.) ede of the electrodes 404 of the first Auslcseschicbcrregislcr :; namely is also located at one of these trench-like Depressions 191 to 193 and is also laterally expanded and covered over the transmission channel 17 s the trench-like depression. Over the spaces between electrodes 402 and 404 of the first Auslescschicbercgisters and the strip 70 is electrically isolated from both a transfer electrode 80 and over the gap / wipe the electrodes 404

ίο des ersten Auslescschieberegistcrs und den Elektroden 502 des zweiten Auslescschicberegislers ist ebenfalls von diesen elektrisch isoliert eine zweite Transfcrelektrode 90 aufgebracht. Die mit gleichen Bezugszeichen versehenen Elektroden des zweiten Auslcscschicbcregi-ίο of the first readout shift register and the electrodes 502 of the second read-out controller is also electrically insulated from it, a second transfer electrode 90 applied. The electrodes of the second Auslcscschicbcregi- provided with the same reference numerals

is stcrs sind durch Takllcitungcn 510 bis 540 elektrisch leitend miteinander verbunden. Der Aufbau auf der anderen Seite mit dem zweiten Ausleseschieberegister und dem vierten Ausleseschieberegister ist nun identisch zu dem des soeben beschriebenen Aufbaus.Is stcrs are electrical through cables 510 to 540 conductively connected to each other. The structure on the other side with the second read shift register and the fourth read shift register is now identical to that of the structure just described.

Die Elektroden des zweiten Auslescschicbercgisters sind mit den Bezugszeichen 601 bis 604 und die Elektroden des vierten Auslescschieberegistcrs mit den Bezugszeichen 701 bis 704 versehen. Die Transferelektrodc zwischen dem Streifen 70 und dem zweitenThe electrodes of the second readout register are denoted by the reference numerals 601 to 604 and the Electrodes of the fourth readout shift register are provided with the reference numerals 701 to 704. The transfer electrode c between the strip 70 and the second

is Ausleseschieberegister ist mit 100 und die Transferclektrodc zwischen dem zweiten Aiislcseschicbcregistcr und dem vierten Ausleseschieberegister mit HO bezeichnet. Die Taktleitungen des /weiten Auslescschieberegisters sind mit den Bezugszeichen 610 bis 640 und dieis readout shift register is with 100 and the Transferclektrodc between the second shift register and the fourth read shift register denoted by HO. The clock lines of the wide readout shift register are identified by the reference numerals 610 to 640 and the

yo Taktleitungen des vierten Auslescschiebcregistcrs mit den Bezugszeichen 710 bis 740 versehen. Die Elektroden 601 bis 604 bzw. 701 bis 704 entsprechen genau den Elektroden 401 bis 404 bzw. 501 bis 504 des ersten und dritten Auslescschicbercgisters. yo clock lines of the fourth readout shift register are provided with the reference numerals 710 to 740. The electrodes 601 to 604 and 701 to 704 correspond exactly to the electrodes 401 to 404 and 501 to 504 of the first and third readout register.

.is Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise folgendermaßen hergestellt: Auf eine Oberfläche eines Substrats aus p(n)-dotiertem Silizium mit einer Dotierung von etwa H)¹⁴- l()^lhcrn ' wird eine Sili/iumdioxidschicht von einer Schichtdicke.is The above-described embodiment is preferably produced as follows: On a surface of a substrate of p (n) -doped silicon having a doping of about H) ¹⁴ - l () ^lh crn 'is a Sili / iumdioxidschicht of a layer thickness

•to von etwa I |im (Dickoxid) aufgebracht. Diese Schicht wird im von der Linie 2 umrahmten Bereich weggeät/i. Durch erneutes Oxidieren wird in diesem Bereich eine Siliziumdioxidschicht von etwa 0,1 \im (Dünnoxid) erzeugt. Nun wird auf dieser Oberfläche eine l'olysili/i·• to of about I | im (thick oxide) applied. This layer is removed in the area framed by line 2. By re-oxidizing, a silicon dioxide layer of around 0.1 \ im (thin oxide) is generated in this area. Now a l'olysili / i ·

4s umschicht von einer Schichtdicke von etwa O.d μιη aufgebracht. Nun wird die Oberfläche einer Ionenimplantation ausgesetzt, wodurch die Polysiliziiimschichi dotiert und damit leitend gemacht wird. Anstalt einer Ionenimplantation kann auch Diffusion verwendet4s shift from a layer thickness of about O.d μm upset. Now the surface is subjected to an ion implantation, whereby the Polysiliziiimschichi is doped and thus made conductive. Diffusion can also be used instead of ion implantation

so werden. Die Dotierung wird H)'¹¹ cm ' oder (-,iöIUm gewählt. Als Implantations- bzw. Diffiisionsstolli können beispielsweise I¹IK)SPhOi(BOi)'Ionen bzw. -Alo ine bei p(n)dotiertem Substrat verwendet werden Nach der Dotierung wird die l'olysiliziumschichl bis aube like that. The doping is selected to be H) ^'11 cm' or (-, iöIUm. I ¹ IK) SPhOi (BOi) 'ions or -alloine in the case of p (n) doped substrate can be used as implantation or diffusion studs, for example The l'olysilicon layer is doped to au

ss die Elektroden 402,404, 502, 504,602,604 und 702, 704 die Taktleitungen 440,520 und 540,640,720 und 740 um den Streifen 70 weggeät/t. Durch Oxidation weiden mn diese l'olysili/.iiimteile mit einer Siliziunulioxidschich von einer Schichtdicke von etwa 0,;) |im bedeckt. Ess electrodes 402, 404, 502, 504, 602, 604 and 702, 704 the clock lines 440,520 and 540,640,720 and 740 µm removed the strip 70 / t. By oxidation, these l'olysili / .imteile graze with a silicon dioxide layer covered by a layer thickness of about 0 ,;) | im. E.

du werden nun Koninkllocher für die AnsehluUkontnkl der Tnktlcilungen aus l'olysili/ium, den Streifen 70 un über den Elektroden 402 bzw. 602 zur Herstellung de Verbindung dieser Elektroden mit der Taktleitung 42 geschaffen. In E i g. I sind nun die Kontaktfeder für diyou will now become a Koninkllocher for the appointment of the coatings from l'olysili / ium, the strips 70 and over the electrodes 402 and 602 for the production of de Connection of these electrodes to the clock line 42 is created. In E i g. I are now the contact spring for di

•'s Elektroden 402 und 602 angedeutet und mit dt Bezugszeichen 4020 und 6020 versehen. Die Imrigt Kontakllöchcr werden nahe an einem EmIe ili Tnktlcilungen aus l'olysiliziiiin und ties Streifens i• 's electrodes 402 and 602 indicated and with German Reference numerals 4020 and 6020 provided. The Imrigt Contact holes will be close to an EmIe ili Oilings from l'olysilicon and deep in the strip i

angebracht. Auf dieser Oberfläche werden nun durch Aufbringen von Metall-l.agen, beispielsweise durch Bedampfen der Oberfläche mil Aluminium unter Verwendung von Bedampfungsmasken, die Elektroden 401, 403, 501 und 503, 601 und 603 und 701 und 703 mit s den sie verbindenden Ί aktleilungen 410, 430, 510, 530, 610, 630 und 710. 730, die beiden Takileimngen 420 und sämtliche Transfer-Elektroden aulgebracht. Die Taklleilungen 420 und 620 sind genau über die Konlaktlöcher 4020 bzw. 6020 geführt. Mit diesem Verfahrensschritt werden auch gleichzeitig die Anschlußkoniakte an den einsprechenden Kontaktstellen aufgebracht. Die Transfer-Elektroden 80 b/w. tO0 überlappen die seitlichen l.ängsränder des Streifens 70 und die seitlichen Ränder der Elektroden 402 und 404 bzw. 602 und 604. Die Transfer-Elektroden 90 b/w. 110 überlappen die seitlichen Ränder der Elektroden 404 und 502 bzw. 604 und 702. Typische l.atcralabmcssungen für die soeben beschriebene Anordnung sind folgende:appropriate. On this surface, the electrodes 401, 403, 501 and 503, 601 and 603 and 701 and 703 with the connecting Ί current lines are now applied by applying metal layers, for example by steaming the surface with aluminum using steaming masks 410, 430, 510, 530, 610, 630 and 710. 730, the two Takileimngen 420 and all transfer electrodes aulgebracht. Taklleilungen 420 and 620 are guided exactly over the Konlaktloch 4020 and 6020, respectively. With this process step, the connection contacts are also applied to the corresponding contact points at the same time. The transfer electrodes 80 b / w. tO0 overlap the lateral longitudinal edges of the strip 70 and the lateral edges of the electrodes 402 and 404 or 602 and 604. The transfer electrodes 90 b / w. 110 overlap the lateral edges of electrodes 404 and 502 or 604 and 702. Typical l.atcral dimensions for the arrangement just described are as follows:

Ks sei an dieser Stelle ausdrücklich noch einmal darauf hingewiesen, dal) die beschriebene Anordnung ein Ausführungsbeispiel darstellt, dal) es aber eine Reihe von anderen Möglichkeiten gibt, eine solche Sensoranordnung herzustellen. Beispielsweise können für die Ausleseschiebcregister vorteilhaft l.adungsverschichevorrichiungen verwendet werden, bei denen die Phaseneinstellung nicht oder nicht nur durch unterschiedlich ilicke elektrisch isolierende Schichten (wie im Ausführungsbeispiel), sondern durch Dotierungen unter y> bestimmten Elektroden erfolgt. Eine solche Übertragungsvorrichtung ist beispielsweise in der DV-OS 23 ^r)l 343 dargestellt und beschrieben. Allgemein kann für das eiste und /weite Ausleseschieheregisler jede I.adungsverschiebevni richtung für den Vier Phasen -Be- is trieb und lüi das /weite Ansleseschieberegisier prinzipiell jede I .aduiifvvci schiebevorrichtung verwcn del werden. Der I ac hiiianu wird jedoch diese Verschiebevoi nchiuni'CM ;m Hinblick auf eine verbesserte Aullosiiiii' des Sensen s auswählen. Das vorstellend .jn beschriebene Ausluhniiifshcispiel
eine verbessei te Aiillosnii)¹ des
günstig.At this point, it should be expressly pointed out once again that the arrangement described represents an exemplary embodiment, but that there are a number of other possibilities for producing such a sensor arrangement. For example, for the Ausleseschiebcregister advantageously be used l.adungsverschichevorrichiungen, in which the phase adjustment is not or not only by different ilicke electrically insulating layers (as in the embodiment), but by doping with y> specific electrodes. Such a transmission device is shown and described, for example, in DV-OS 23 ^{r) l 343.} In general, every load shifting device can be used for the first and / or wide readout slide register for the four-phase operation and for the / wide readout slide register, in principle, every I .aduiifvvvci slide device. The I ac hiiianu will, however, select this displacement voi nchiuni'CM; m with a view to improving aullosiiiii 'des Sensen s. The final example described by way of illustration
an improved aiillosnii) ¹ des
cheap.

Allgemein wild t-111· ■ ;ιιι)'γ|ίΊηίη' NciisoraiiordniingGenerally wild t-111 · ■; ιιι) 'γ | ίΊηίη' Nciisoraiiordniing

ist im Hinblick aiii Sensors besondersis special with regard to aiii sensors

so betrieben, dal) der Sensor in an sich bekannter Weise heu ieben w ird. d. h. an ilen Polysiliziumslreilen 70 w ird zumindest während der Bildaufnahme eine Spannung angelegt, die unter sämtlichen Bildpunkten 3 bis 14 Poteniialmulden lür die vom Eicht ei /engten lnlorma lionsladungsträger im Subsirat er/eugi. Man kann dabei gelakieten Betrieb und Dauerbetrieb unterscheiden, d.h. beim Takihetrieh winl diese Spannung nur während der Bildaiilnahme angelegt, während sie im Dauerbetrieb stets am Streilen 70 anliegt, /.um Auslesen des Sensors in die Ausleseschieberegisier werden an die Elektroden des ersten und zweiten Ausleseschieberegisters Spannungen so angelegt, dal) die Speicherbereiche unter den beiden Elektroden in jedem Speicherplatz, in die ausgelesen wird, in Speicherzustand gcsetzl sind, d.h. unter diesen Elektroden befinden sich während dieser Zeit tiefere Polentialmulden für die Informationsladungsträgcr als unter den Naclibarcleklrodcn. In diese Speicherbereiche wird der Sensor ausgelesen. Der Speicherbereich unter der einen dieser beiden Elektroden wird sofort in den entsprechenden Speicherplatz des dritten bzw. vierten Ausleseschiebcregisiers ausgelesen. Anschließend wird die jetzt in den vier Auslcscschicbcrcgistern gespeicherte Information seriell aus diesen ausgelesen. Danach wird der Sensor der wenigstens in dieser Zeit in Bildaufnahmczustand gesetzt ist, erneut ausgelesen. Das Auslesen selbst geschieht über die Transferelcktroden, an die während der Bildaufnahme Spannungen so angelegt werden, daß darunter Polentialschw eilen vorhanden sind, die einen ! adungsflul) vom Sensor in das erste und zweite Ausleseschieberegisier bzw. von diesen in das drille und vierte Ausleseschieberegister verändern. Beim Ausleser werden an die Transfereleklroden Spannungen se angelegt, dal) die Potentialsehwellen abgebaut sind um ein l.adungsflul) möglich ist. Sämtliche Spannungen situ auf eine Bezugsspannung am Substratanschlul) bezogen l'ur das vorstehend beschriebene Ausführungsbcispie können folgende Betriebsspannungen verwendet weiden: Taklspannungcn lür die- Schieberegister K)- Γ Volt, .Spannung an den I ranslei - Elektroden 80 und KM (S Volt beim Auslesen, sonst 0 Voll, Spannung an dei Transfer-Elektroden 40 und 110 IO l^r> Volt bein Auslesen, sonst 0 Voll.operated in such a way that the sensor w ills today in a manner known per se. That is to say, a voltage is applied to ile polysilicon lines 70 at least during the image recording, which voltage is below all image points 3 to 14 potential wells for the standardized ionic charge carriers in the subsidiary. One can distinguish between successful operation and continuous operation, i.e. in the case of Takihetrieh this voltage is only applied while the image is being taken, while in continuous operation it is always applied to the Streilen 70, /. To read the sensor into the readout shift register, voltages are applied to the electrodes of the first and second readout shift registers laid out in such a way that the memory areas under the two electrodes in each memory location that is being read into are in the memory state, that is, under these electrodes during this time there are lower polarity troughs for the information charge carriers than under the auxiliary barrels. The sensor is read out into these memory areas. The memory area under one of these two electrodes is immediately read into the corresponding memory location of the third or fourth readout slide register. The information now stored in the four readout registers is then read out serially from these. Then the sensor, which is set in the image recording state at least during this time, is read out again. The read-out itself takes place via the transfer leak electrodes, to which voltages are applied during the image acquisition in such a way that there are polar waves underneath, which one! adungsflul) from the sensor to the first and second readout shift register or from these into the third and fourth readout shift register. At the reader, voltages are applied to the transfer electrodes so that the potential visual waves are reduced by a charge level). All voltages in situ with reference to a reference voltage at the substrate connection, based on the embodiment described above, can use the following operating voltages: power voltage for the shift register K) - volts, voltage at the I ranslei - electrodes 80 and KM (5 volts when reading out , otherwise 0 full, voltage at the transfer electrodes 40 and 110 IO l ^r > volts when reading out, otherwise 0 full.

Hierzu 1 Hlntt ZeichnungenTo this 1 half of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Optoelectronic sensor arrangement on a surface of a substrate made of doped semiconductor material, provided with at least one substrate connection, with a one-dimensional optoelectronic sensor, with at least one first parallel-series readout shift register on one long side of the row of pixels of the sensor, into which; every second pixel can be read out in parallel and with at least one second Pnrullel series read-out shift register on the other long side, into which the remaining pixels can be read out in parallel, as a result of the fact that each of the two read-out register registers has a charge-coupled shifting device with four electrodes ( 401 to 404 or 601 to 604) per memory location is that two image points (3 and 5, 7 and 9, 11 and 13 or 4 and 6, 8 and 10, 12 and 14) of the sensor can be triggered in each memory location, with one pixel under one, the other under one of the four electrodes of the storage space it can be read out and these two electrodes occupy the same place in the four electrode group of the storage location in all storage locations of one of the readout shift registers, that in each storage location the storage area under one of these two electrodes, which in all storage locations of one of the two readout shift registers has the same location in the electrode group of four occupies, it can be read directly that a third parallel-series readout shift register is present, into which these memory areas of one of the first two readout shift registers can be read out in parallel and that a fourth parallel-series readout shift register is present, into which these memory areas are of the other of the two first-mentioned read shift registers can be read out.

2. Optoelectronic sensor arrangement according to claim 1, characterized in that the first and the second readout shift register are constructed in such a way that their electrodes alternate in sequence thicker and thinner electrically insulating layer that the image points under the Electrodes can be read out on a thinner layer and that each of the storage areas is below one Electrode can be read directly on a thinner electrically insulating layer.

3. Optoelectronic sensor arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the third and fourth read shift registers also charge coupled shift devices are. S5

4. Optoelectronic sensor arrangement according to claim 2 and 3, characterized in that the third and fourth displacement device is a displacement device with four electrodes (501 to 504 or 701 to 704) per storage space. <*

5. Optoelectronic sensor arrangement according to claim 4, characterized in that the electrodes of the third and fourth readout clip registers in sequence alternately on thinner and thicker electrically insulating layer and <>> that they are each in a storage space at a storage area under an electrode on thinner electrically insulating layer can be inserted in parallel

b. Method for operating an optoelectronic sensor arrangement according to one of the claims I to 5, characterized in that the sensor is operated in a manner known per se that for Reading of the sensor into the readout shift register to the electrodes of the first and second readout shift register Voltages are applied so that the storage areas under the two electrodes are set in the memory state in each memory location that is read out that the sensor is in This memory area is read out that the memory area under one of the two electrodes read out immediately into the corresponding memory location of the third or fourth read-out shift register will and JaU then the information now stored in the four readout shift registers is read out serially from these and that then the sensor, which is at least in this line in Image recording status is set, is read out again.

The present invention relates to an optoelectronic sensor arrangement on a surface of a, with at least one substrate provided with a subsira connection made of doped semiconductor material with a one-dimensional optoelectronic sensor, with at least a first parallel-sericn readout shift register on one long side of the row of pixels Sensor into which the row of pixels can be read out in parallel after every second pixel and with at least a / wide parallel series readout register on the other long side, into which the remaining Pixels can be read out in parallel. The invention also relates to a method for operating such a method optoelectronic sensor arrangement. One-dimensional optoelectronic sensors of the type mentioned at the beginning Art essentially consist of a number of MIS capacitors on the surface of the substrate. Each of these MIS capacitors is constructed in such a way that an electrical insulating layer is applied, which carries an electrode. At least every MIS capacitor must a translucent point through which light can penetrate into the substrate. By light charge carriers are generated in the substrai. If a corresponding voltage is applied between the substrate connection and the electrode of a MIS capacitor, these charge carriers can enter this capacitor Substrate can be collected under the capacitor electrode. In a practical example there is one one-dimensional optoelectronic sensor constructed so that on the surface of the substrate a translucent electrically insulating layer is applied, which is at the points of the capacitor electrodes has a thinner layer thickness than outside. On the surface of this electrically insulating layer is a continuous strip of translucent electrically conductive material applied to all Places where the electrically insulating layer has a thinner layer thickness covered. By investing a corresponding voltage between the substrate connection and this strip then migrate from the light generated charge carriers under the areas of the thinner electrically insulating layer.