DE2558337C2 - Nach dem Prinzip der Ladungsverschiebung arbeitender Halbleiter-Bildsensor - Google Patents

Description

Bereiche des Halbleiter-Substratkörpers sind, wodurch die Anzahl der Minoritätsladungsträger zu steuern ist, die in den ersten Bereichen des Halbleiter-Substratkörpers gespeichert werden können.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß mit einem relativ einfachen Aufbau erreicht ist, daß die Anzahl der Minoritätsladungsträger gesteuert werden kann, die in dem Halbleiter-Substratkörper gespeichert werden können, was hinsichtlich der Bildqualität des mit Hilfe des betreffenden Halbleiter-Bildsensors zu liefernden Bildes besonders günstig ist

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil eines Halbleiter-Bildsensors.

F i g. 2 zeigt eine .Schnittansicht längs der in F i g. 1 eingetragenen Schnittlinie 2-2.

F i g. 3 zeigt eine Schnittansicht längs der in F i g. 1 eingetragenen Schnittlinie 3-3.

F i g. 4 zeigt eine Schnittansicht längs der in F i g. 1 eingetragenen Schnittlinie 4-4.

F i g. 5A bis 5G zeigen in Schnittansichten eine Halbleiterstruktur, anhand derer ein Verfahren zur Herstellung des Halbleiter-Bildsensors gemäß Fig. 1 bis 4 beschrieben wird.

F i g. 6A bis 6C zeigen den Verlauf von Spannungsimpulsen, die zum Betrieb des Halbleiter-Bildsensors gemäß F i g. 1 bis 4 verwendet werden.

Fig.7 zeigt eine Draufsicht auf einen anderen Teil des Halbleiter-Bildsensors. 3d

F i g. 8 zeigt eine Schnittansicht längs der in F i g. 7 eingetragenen Schnittlinie 8-8.

Der in Fig. 1 bis 4 gezeigte Halbleiter-Bildsensor weist durch erste Anteile 22 einer ersten Elektrode 26 gebildete Foto-Sensorelemente auf, die in der Art einer j5 Matrix angeordnet sind, und zwar mit einer Vielzahl von vertikalen CCD-Schieberegistern 23, die die Elemente 22 in Spalten aufteilen.

Zwischen jedem der Elemente 22 und seinem Vertikal-Schieberegister befindet sich ein Übertragungs- bzw. Transfer-Anteil 24. Durch Potentialbarrieren in dem Halbleiter-Substratkörper 21 sind definierte weitere Anteile 25 der ersten Elektrode zum Überfließen oder Abfließen von Ladungsträgern gebildet. Diese Anteile erstrecken sich ebenfalls vertikal längs der Elemente 22, um die Spalten der Foto-Sensoreiemente oder ersten Anteile 22 zu trennen, und außerdem verlaufen sie neben den Schieberegisterelementen 23. Diese Ausführungsform hat ein Horizontal- oder Zeilen-CCD-Schieberegister (nicht dargestellt) am entsprechenden Ende eines jeden der Vertikal-Schieberegister 23.

Jedes Foto-Sensorelement wird durch einen ersten Anteil 22 einer transparenten Elektrode 26 gebildet, die auf der freiliegenden Oberfläche einer Isolierschicht 27 aufgebracht ist, die sich auf der Oberfläche des Halbleiter-Substratkörpers 21 befindet. Verschiebeelektroden 28a und 286 sind ebenfalls auf der Isolierschicht 27 angebracht. Sie sind jedoch von verschiedenen Anteilen bzw. Bereichen der Oberfläche des Substrat- ω körpers 21 durch verschiedene Dicken der Schicht 27 getrennt, um dadurch Vertikal-Transfereinrichtungen 29 zu bilden. An abwechselnde Sätze von Verschiebeelektroden 28a und 286 werden Taktimpulse Φι und Φ2 angelegt. Wie dies speziell in F i g. 3 gezeigt ist, sind die Verschiebeelektroden 28a oberhalb dünner Anteile der Isolierschicht 27 angebracht bzw. aufgebracht. Wie speziell in F i g. 4 gezeigt, sind die Verschiebeelektroden 286 oberhalb dickerer Antei'e der Isolierschicht 27 angebracht Jede Verschiebeelektrode 28a und 286 hat einen am Rand gelegenen Transfer-An teil 24, in dem die Schicht 27 eine größere Dicke zwischen diesem Transfer-Anteil und dem Substratkörper 21 hat, als es der Schichtdicke für den mittleren Bereich der Verschiebeelektrode entspricht Wie in F i g. 2 gezeigt, bildet das Anlegen der Taktimpulse mit den Spannungen Φι = — 15VoIt und Φ2 = OVoIt an benachbarte Sätze von Elektroden 28a und 2Sb eine stufenartige Potentialmulde 30 innerhalb des Substratkörpers 21.

Bei dem Transfer- oder Übertragungs-Anteil 24 handelt es sich um einen ausgedehnten Anteil der ersten Verschiebeelektrode 28a, der von dem Substratkörper

21 durch einen relativ dicken Anteil der Isolierschicht 27 getrennt ist und sich zwischen dem Foto-Sensorelement

22 und dem Schieberegister 23 befindet, das für dieses Foto-Sensorelement bestimmt ist Wie dies in Fig.3 gezeigt ist, ist das Potential 33a des Transfer-Anteils 24 höher als das Potential 336, und zwar aufgrund der Schieberegisterelektrode 28a. Bei dieser Ausführungsform ist die Dicke t\ der Isolierschicht 27 unterhalb des Transfer-Anteils 24 der Elektrode 28a größer als die Dicke I₂ desjenigen Anteils der Schicht 27, der sich unter dem mittleren Anteil der Elektrode 28a befindet. Der Rand dieser Verschiebeelektrode 28a, der von dem Transfer-Anteil 24 abgewandt ist, hat ebenfalls einen relativ dicken Anteil der Isolierschicht 27 zwischen sich und dem Substratkörper 21. Damit wird ein den Kanal begrenzender Bereich 30 gebildet, in dem das Potentiall relativ hoch ist, um ein Herausfließen oder Übertreten der Ladungsträger von einer Spalte zur nächsten Spalte zu verhindern. Ein P⁺-Bereich 31, der sich vertikal erstreckt und benachbart dem Bereich 30 ist. trägt ebenfalls dazu bei, die vertikalen Spalten zu isolieren.

An die transparente Elektrode 26 ist eine Spannung V₅; angelegt, um eine in F i g. 3 gezeigte tiefe Potentialmulde 33c zu bilden, wenn Ladungsträger darin gespeichert sind. Eine Spannung V₅.? wird angelegt, um ein flaches Potential 33'czu bilden, das höher ist als das Potential 336 des Schieberegisters 23, wenn an der Verschiebeelektrode 28 der niedrigere (negative) Pegel des Taktimpulses anliegt. Das ergibt, daß die in dem Foto-Sensorelement 22 gespeicherten Ladungsträger an das Schieberegister 23 übertragen werden. Das Potential 33'cdieses Anteils des Halbleiter-Substratkörpers 21 ist dann niedriger als das Potential 33'6 des Schieberegisters 23, wenn der höhere Pegel des Taktimpulses an der Elektrode 28a des Schieberegisters anliegt. Natürlich ist das Potential 33c in der Potentialmulde unterhalb des freiliegenden Anteils der transparenten Elektrode 26 entsprechend der Menge der gespeicherten Ladungsträger 35 in einem gewissen Maß angehoben.

Der weitere Anteil 25 der ersten Elektrode 26, im folgenden auch Abfluß-Anteil genannt, umfaßt den Bereich 31 vom entgegengesetzten Leitungstyp. Dieser erstreckt sich entlang den Elementen 22 auf dem Substratkörper 21. Der Anteil 25 umfaßt auch einen auf einem dicken Abschnitt der Isolierschicht 27 zwischen dem Foto-Sensorlement 22 und dem Bereich 31 befindlichen Anteil der transparenten Elektrode 26. Der Abfluß-Anteil 25 hat ein Potential 33c/, das dann höher ist als das Potential 33c des Foto-Sensorelementes 22, wenn die Spannung V₅, an die transparente Elektrode 26 angelegt ist. Das Potential 33c/ist dann niedriger als das Potential 33a des Transfer-Anteils 24, wenn der Pegel des an die Elektrode 28a angelegten Taktimpulses

entweder höher oder niedriger (negativer) ist. Wenn starkes bzw. intensitätsreiches Licht auf das Foto-Sensorelement 22 einfällt, so daß ein übermäßiger Spannungsaufbau aufgrund der Speicherung einer übermäßigen Anzahl von Ladungsträgern 35 verursacht wird, fließen somit die Extra-Ladungsträger 35a in den Bereich 31 hinüber, an dem eine umgekehrte Vorspannung anliegt. Anderenfalls würden die überschüssigen Ladungsträger in das Schieberegister 23 fließen, falls sie das Potential 33c über den Pegel der Barriere 33a hinaus anheben. Der Unterschied zwischen den Barrieren 33a und 33c/ ist in der F i g. 3 durch den Pfeil d angedeutet. Falls überschüssige Ladungsträger in das Schieberegister 23 fließen würden, wäre die Auflösung des Bildsensors verringert.

Bei der in den F i g. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform ist die Dicke h der Isolierschicht 27 im Bereich des Abfluß-Anteils 25 größer als die Dicke £4 für denjenigen Anteil des Foto-Sensorelementes 22, in dem die Minoritätsladungsträger gespeichert werden. Wenn die Dicke t\ gleich der Dicke h ist und wenn die Dicke ti gleich der Dicke U ist, ist die an die transparente Elektrode 26 angelegte Spannung negativer als der niedrigere (negative) Pegel des Taktimpulses (Φι = 15VoIt), der an der Verschiebeelektrode 28 anliegt.

Die transparente Elektrode 26 bedeckt die ganze Isolierschicht 27. Eine lichtabschirmende und elektrisch leitfähige Schicht 34 bedeckt das meiste der Schicht 26, ausgenommen denjenigen Anteil 22, der für das Foto-Sensorelement vorgesehen ist.

Fig.5 zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines Bildsensors der vorstehend im Zusammenhang mit F i g. 1 bis 4 beschriebenen Art. Auf einer größeren Oberfläche eines N-Ieitenden Silizium-Substratkörpers 21 ist eine Siliziumdioxydschicht 27a gebildet, die eine Dicke von ungefähr 0,4 μίτι hat. Die Schicht 27a ist selektiv geätzt, und P⁺ leitende Bereiche 31 sind durch Diffusion durch die sich ergebenden Fenster 36 hindurch erzeugt (F i g. 5A). Daraufhin wird die Schicht 27a wiederum derart selektiv geätzt, daß eine Siliziumdioxydschicht 27b gebildet ist, die eine Dicke von 0.1 um (F i g. 5B) hat Auf dem Anteil 27 b der Schicht 27a und auf benachbarten Anteilen der Schicht 27a wird eine erste Elektrode 28a aus dotiertem Polysilizium abgeschieden (F i g. 5C). Oberhalb der gesamten freiliegenden Oberfläche wird eine zusätzliche Siliziumdioxydschicht 27c mit einer Dicke von ungefähr 0,3 μπι ausgebildet bzw. aufgebracht (Fig.5D). Eine zweite Elektrode 28£> aus dotiertem Polysilizium (in F i g. 4 gezeigt) wird auf der Schicht 27c selektiv abgeschieden. Diese Elektrode ist vertikal in Reihe mit der Elektrode 28a. Die Schichten 27a und 27c werden derart selektiv geätzt, daß sie eine dünne Siliziumdioxydschicht 27c/ bilden, die eine Dicke von ungefähr 0,1 μΐη in einem Bereich hat, in dem später das Foto-Sensorelement 22 ausgebildet wird (F i g. 5E). Über die gesamte freiliegende Oberfläche der Einrichtung wird dann eine transparente Schicht 26 aus Zinnoxyd oder aus dünnen, dotiertem Polysilizium abgeschieden (F i g. 5F). Dann wird eine lichtabschirmende Schicht 34 aus Aluminium auf Anteilen der Schicht 26 abgeschieden, wobei solche Anteile der Schicht 26 ausgenommen sind, die für das Foto-Sensorelement 22 verwendet werden (F i g. 5G).

Die für den Betrieb einer Einrichtung nach den F i g. 1 bis 4 zu verwendenden Spannungsimpulse sind in den F i g. 6A bis 6C gezeigt. F i g. 6A zeigt die Spannung V₅, die an die transparente Elektrode 26 angelegt wird.

Diese Spannung hat eine Größe von -2OVoIt, entsprechend V₅, während des lntervalles Ti, das dem sichtbaren oder hellen Anteil eines Fernsehbildes entspricht. Die Spannung V₅ hat eine Größe von —10 Volt, die V₅.? während eines lntervalles Ti entspricht, das wiederum dem Vertikal- oder Bildaustastintervall entspricht. Die F i g. 6B und 6C zeigen Taktimpulse Φι und Φ2. Diese sind Rechteckimpulse mit einem Tastverhältnis oder einer Impulsperiode, die zweimal so groß wie das Zeilen-Abtastintervall eines Fernsehbildes ist. Die Polarität Φ₂ ist entgegengesetzt derjenigen von Φι. Beide Impulse Φι und Φ2 haben einen positiven Wert (0 Volt) und einen negativen Wert von — 15,VoIt. Sie werden an abwechselnde Verschiebeeleki^r> troden des Vertikal-Schieberegisters angelegt, um dieses als Zwei-Phasen-CCD zu betreiben.

Wenn die Spannung V₅, nach F i g. 6A an die transparente Elektrode 26 angelegt ist, werden in dem Foto-Sensorelement 22 Minoritätsladungsträger erzeugt, und zwar entsprechend der Stärke oder Intensität des in das Element einfallenden Lichtes. Diese Ladungsträger werden an der Potentialmulde 33c gespeichert, die in F i g. 3 speziell dargestellt ist. Wenn die Spannung V₅.?anliegt und wenn auch ein Taktimpuls mit einer Größe —15 Volt an der Verschiebeelektrode 28a anliegt, wird das Potential 33'cdes Foto-Sensorelementes höher als das Potential 33a des Transfer-Anteils 24, und die Ladungsträger werden an das Schieberegister 23 übertragen. Wenn andererseits das Potential von it; 0 Volt des Taktimpulses an das Schieberegister 23 angelegt ist, ist das Potential 33'c des Foto-Sensorelementes niedriger als das Potential 33a des Transfer-Anteils 24, so daß keine Ladungsträger übertragen werden. Da die Taktimpulse Φ\ und Φ2 mit entgegengesetzter J5 Polarität an benachbarte Sätze oder Gruppen von Elektroden 28a und 2Sb angelegt werden, werden die Ladungsträger von abwechselnden Foto-Sensorelementen 22 an ihre jeweiligen Schieberegister 23 übertragen. Die Ladungsträger eines jeden Elementes werden in Zeitabständen von 2 Γι übertragen.

Von bzw. aus einem jeden Foto-Sensorelement 22 an das jweilige Vertikal-Schieberegister 23 gleichzeitig übertragene Ladungsträger werden vertikal sequentiell mittels der Taktimpulse Φι und Φ2 übertragen. Ladungsträger aus z. B. ungradzahligen Teilbildern werden somit in das Horizontal-CCD-Schieberegister während des einen Zeilenintervalles eingebracht und während eines jeden Zeilenintervalies an einen Ausgangsschaltkreis übertragen. Nach dem in einem Teil- oder Halbbildintervall erfolgten Übertragen der Ladungsträger, was einer Abtastung des auf dem Haltleiter-Bildsensor optisch erzeugten Bildes gleichwertig ist, wird die Spannung V_S2 an die transparente Elektrode 26 angelegt. Ladungsträger gradzahliger Teilbilder werden in gleicher Weise an die Vertikal-Schieberegister übertragen und mittels der Horizontal-Schieberegister in dem folgenden Teil- oder Halbbildintervall sequentiell ausgelesen.

Die F i g. 7 und 8 zeigen eine Ausführungsform eines bo Horizontal-Drei-Phasen-CCD-Schieberegisters 37. Dieses Schieberegister hat einen ersten Satz von Elektroden 44, bestehend aus den Elektroden 44a, 446, 44c..., und einen zweiten Satz von Elektroden, bestehend aus den Elektroden 45a, 456, 45c... Diese Elektroden sind auf der Oberfläche des Halbleitersubstrates ausgebildet, und zwar entsprechend dem Herstellungsverfahren für die Vertikal-Schieberegister. Ein jedes Paar sich entsprechender erster und zweiter Elektroden 44 und 45

ist miteinander verbunden, um die Verschiebeelektroden 46 zu bilden. Die Länge /der drei Verschiebeelektroden 46 entspricht der gesamten Breite eines jeden Grundelementes des Halbleiter-Bildsensors. Dieser umfaßt einen Fotosensor 40, einen Transfer-Anteil 39, ein Vertikal-Schieberegister 38 und eine Kanalbegrenzung 41. Drei-Phasen-Taktimpulse Φ\,4>2 und Φ} werden an drei Sätze von Verschiebeelektroden 46 angelegt. Eine jede Verschiebeelektrode 46, an die der Impuls mit niedrigstem Pegel angelegt wird, hat eine treppenartige Potentialmulde derart, daß Ladungsträger in der unter der ersten Elektrode 44b, 44e ... befindlichen Mulde gesammelt werden. Demzufolge ist die effektive Länge der Verschiebeelektrode 46 gleich der Länge U der ersten Elektrode 44, statt der Länge L der Verschiebeelektrode 46. Damit läßt sich die Transfergeschwindigkeit steigern, und es kann eine höhere Frequenz der antreibenden Taktimpulse verwendet werden.

Nachfolgend soll die Funktionsweise des Halbleiter-Bildsensors nochmals kurz zusammengefaßt betrachtet werden.

Auf einer Oberfläche eines Halbleiter-Substratkörpers 21 (Fig. 1 bis 4) befindet sich eine Matrix aus Foto-Sensorelementen 22. Ein jedes der Elemente umfaßt einen kleinen Anteil des Substrats und einen entsprechend kleinen Anteil einer transparenten, leitfähigen Schicht 26, die den ganzen Substratkörper abdeckt, jedoch gegenüber diesem isoliert ist.

Während der Aufnahmedauer für ein jedes Teilbild oder Bild wird durch eine Spannung V₅, mit ungefähr — 20 Volt an der Schicht 26 (die Spannung ist auf den Substratkörper 21 bezogen) eine Potentialmulde in dem N-leitfähigen Substrat erzeugt, und es sammeln sich Minoritätslad-'.ngsträger innerhalb der Mulde. Während des Vertikal· oder Biidaustastiniervalles liegt an der Schicht 26 eine Spannung V_s 2 an, um die Potentialmulde anzuheben und die Ladungsträger in denjenigen Substratbereich hinüberzubringen, der sich unter der benachbarten Elektrode 28 des CCD-Schieberegisters 23 befindet.

Das Schieberegister 23 ist ein Zwei-Phasen-Register. Die zugehörige Elektrode 28 hat zwei Anteile 28a und 286, die sich partiell überlappen, um so ein Potentialfeld auszubilden, mit dem Ladungsträger nur zu passenden Zeitpunkten an das Schieberegister übertragen werden und über das Schieberegister nicht hinaus übertragen werden.

Wie bei bekannten Einrichtungen sind ein Vertikal-Schieberegister für eine jede Spalte der Matrix und ein Horizontal-Schieberegister am unteren oder am oberen Rand der Matrix vorgesehen. Ladungsträger aus abwechselnden Zeilen werden in abwechselnde Positionen aller Vertikal-Schieberegister gebracht, und diese Ladungsträger werden zeitlich Zeile für Zeile in das Horizontal-Schieberegister gebracht. Dies erfordert nur einen Zwei-Phasen-Taktimpuls für die Vertikal-Register, und zwar mit der Zeilenfrequenz, und einen Drei-Phasen-Taktimpuls für das Horizontal-Register mit einer Impulsrate, die so gewählt ist, daß die Ladungsträger einer jeden Zeüe innerhalb eines Zeilenintervalles einem Auswerteschaltkreis zugeführt werden.

Die unter einem jeden Foto-Sensorelement 22 befindliche Potentialmulde wird außerdem durch die Ausbildung des Randes des aktiven Anteils der transparenten, leitfähigen Schicht 26 mit Abfluß-Anteilen 25 bei jedem einzelnen Element 22 in ihrer Form bestimmt. Außerdem ist eine dünne vertikale P+-Zone mit passender Vorspannung vorgesehen, und zwar entlang der Grenze zwischen einer jeden Spalte von Foto-Sensorelementen 22 und dem Vertikal-Schieberegister 23 der nächsten Matrix-Spalte. Diese Zone saugt die über die Abfluß-Anteile 25 abfließenden, überschüssigen Ladungsträger ab, die aufgrund übermäßiger Lichtbestrahlung auftreten. Wenn solche überschüssigen Ladungsträger in das Schieberegister 23 der zugehörigen Matrix-Spalte gelangen wurden, würden sie Rausch- oder Interferenzsignale erzeugen.

Das Horizontal-Schieberegister nach den F i g. 7 und 8 hat überlappende Elektroden 44 und 45, die ähnlich den Elektroden 28 des Vertikal-Registers sind. Mit diesen überlappenden Elektroden lassen sich die Ladungsträger besser und enger zusammenhalten und außerdem läßt sich ein rascherer Ladungstransfer durchführen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Nach dem Prinzip der Ladungsverschiebung arbeitende Halbleiter-Bildsensor mit einem HaIbleiter-Substratkörper eines vorgegebenen Leitungstyps;

   mit einer auf einer Oberfläche des Haltleiter-Substratkörpers befindlichen Isolierschicht; mit einer ersten auf der Isolierschicht befindlichen, mit einem Anschluß zum Anlegen eines Potentials versehenen Elektrode, die matrixförmig angeordnete erste Anteile hat, die durch eine vorgegebene Dicke der Isolierschicht vom Halbleiter-Substratkörper einen bestimmten Abstand haben, wobei durch diesen Abstand zusammen mit dem an dieser Elektrode angelegten Potential im Halbleiter-Substratkörper erste Bereiche als Foto-Sensorelemente ausgebildet sind;

   mit Sätzen von auf der Isolierschicht befindlichen zweiten Elektroden, die vertikale, die ersten Bereiche in Spalten aufteilende Ladungsverschieberegister bilden und von denen jeder mit Anschlüssen zum Anlegen eines Potentials versehen ist und jeweils einen jedem zugehörigen ersten Bereich benachbarten Transfer-Anteil und einen an diesen auf der dem ersten Bereich abgewandten Seite anschließenden weiteren Anteil hat, wobei der Transfer-Anteil durch die dortige Dicke der Isolierschicht vom Halbleiter-Substratkörper einen Abstand hat, der größer ist als der durch die Dicke der Isolierschicht gegebene Abstand des weiteren Anteils vom Halbleiter-Substratkörper, wodurch zusammen mit dem an den jeweiligen Satz von zweiten Elektroden angelegten Potential im Halbleiter-Substratkörper ein jedem ersten Bereich benachbarter zweiter Bereich, der verglichen mit der während der Ladungsintegration und -speicherung vorhandenen Potentialmuld? des ersten Bereiches eine Potentialbarriere für die Minoritätsladungsträger des Halbleiter-Substratkörpers ist, und ein dem zweiten Bereich benachbarter dritter Bereich, der verglichen mit der Potentialbarriere des zweiten Bereiches eine Potentialmulde für die Minoritätsladungsträger des Halbleiter-Substratkörpers ist, ausgebildet sind, gekennzeichnet dadurch, daß daß weitere Anteile (25) der ersten Elektrode

   (26) vorhanden sind, die sich jeweils auf den zu den Transfer-Anteilen (24) abgewandten Seiten der ersten Anteile (22) befinden, und durch die Isolierschicht (27) vom Halbleiter-Substratkörper (21) einen Abstand der Größe t₃ haben, wobei dieser Abstand k größer ist als der durch die Isolierschicht

   (27) gegebene Abstand U, den die ersten Anteile (22) der ersten Elektrode (26) vom Halbleiter-Substratkörper (21) haben, wodurch zusammen mit dem an die erste Elektrode (26) angelegten Potential vierte Bereiche ausgebildet sind, die Potentialbarrieren (33d) für die Minoritätsladungsträger (35) sind, wobei diese Potentialbarrieren (33t/) während der Ladungsintegration und -speicherung niedriger als die Potentialbarrieren (33a) der zweiten Bereiche des Halbleiter-Substratkörpers (21) sind, wodurch die Anzahl der Minoritätsladungsträger zu steuern ist, die in den ersten Bereichen (33c) des Halbleiter-Substratkörpers (21) gespeichert werden können.

   Die Erfindung bezieht sich auf einen nach dem Prinzip der Ladungsverschiebung arbeitenden Halbleiter-Bildsensor mit einem Halbleiter-Substratkörper eines vorgegebenen Leitungstyps, n:it einer auf einer 5 Oberfläche des Halbleiter-Substratkörpers befindlichen Isolierschicht, mit einer ersten auf der Isolierschicht befindlichen, mit einem Anschluß zum Anlegen eines Potentials versehenen Elektrode, die matnxförmig angeordnete erste Anteile hat, die durch eine vorgegebene Dicke der Isolierschicht vom Halbleiter-Substratkörper einen bestimmten Abstand haben, wobei durch diesen Abstand zusammen mit dem an dieser Elektrode angelegten Potential im Halbleiter-Substratkörper erste Bereiche als Foto-Sensorelemente ausgebildet sind; mit Sätzen von auf der Isolierschicht befindlichen zweiten Elektroden, die vertikale, die ersten Bereiche in Spalten aufteilende Ladungsverschieberegister bilden und von denen jeder mit Anschlüssen zum Anlegen eines Potentials verseben ist und jeweils einen jedem zugehörigen ersten Bereich benachbarten Transfer-Anteil und einen an diesen auf der dem ersten Bereich abgewandten Seite anschließenden weiteren Anteil hat, wobei der Transfer-Anteil durch die dortige Dicke der Isolierschicht vom Halbleiter-Substratkörper einen Abstand hat, der größer ist als der durch die Dicke der Isolierschicht gegebene Abstand des weiteren Anteils vom Halbleiter-Substratkörper, wodurch zusammen mit dem an den jeweiligen Satz von zweiten Elektroden angelegten Potential im Halbleiter-Suibstratkörper ein jedem ersten Bereich benachbarter zweiter Bereich, der verglichen mit der während der Ladungsintegration und -speicherung vorhandenen Potentialmulde des ersten Bereiches eine Potentialbarriere für die Minoritätsladungsträger des Halbleiter-Substratkörpers ist, und ein dem zweiten Bereich benachbarter dritter Bereich, der verglichen mit der Potentialbarriere des zweiten Bereiches eine Potentialmulde für die Minoritätsladungsträger des Halbleiter-Substratkörpers ist, ausgebildet sind.

   Ein Halbleiter-Bildsensor der vorstehend betrachteten An ist bereits bekannt (GB-PS 13 43 173). Von Nachteil bei diesem bekannten Ha'bleiter-Bildsensor ist jedoch, daß er keine einfache Möglichkeit zur Steuerung der Anzahl der Minoritätsladungsträger bietet, die in ■»5 dem Halbleiter-Substratkörper gespeichert werden können.

   Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie bei einem Halbleiter-Bildsensor der eingangs genannten Art auf relativ einfache so Weise die Anzahl der Minoritätsladungsträger gesteuert werden kann, die in dem Halbleiter-Substratkörper gespeichert werden können.

   Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einem Halbleiter-Bildsensor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß weitere Anteile der ersten Elektrode vorhanden sind, die sich jeweils auf den zu den Transfer-Anteilen abgewandten Seiten der ersten Anteile befinden, und durch die Isolierschicht vom Halbleiter-Substratkörper einen Abstand der Größe h haben, wobei dieser Abstand ij größer ist als der durch die Isolierschicht gegebene Abstand tt, den die ersten Anteile der ersten Elektrode vom Halbleiter-Substratkörper haben, wodurch zusammen mit dem an die erste Elektrode angelegten Potential vierte Bereiche ausgebildet sind, die Potentialbarrieren für die Minoritätsladungsträger sind, wobei diese Potentialbarrieren während der Ladungsintegration und! -speicherung niedriger als die Potentialbarrieren der zweiten