DE2933412C3

DE2933412C3 - Festkörper-Abbildungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2933412C3
Application number: DE2933412A
Authority: DE
Inventors: Haruhisa Kokubunji Tokyo Ando; Iwao Kodaira Tokyo Takemoto
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-08-17
Filing date: 1979-08-17
Publication date: 1982-03-04
Also published as: DE2933412B2; CA1124843A; GB2030026B; FR2433868B1; NL7906225A; DE2933412A1; NL184592B; NL184592C; FR2433868A1; US4267469A; GB2030026A

Description

* SUB — * L ^ ' TD

7. Festkörper-Abbildungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Leitung (6) über einen Erdanschluß oder eine externe Spannungsquelle, und eine /.weite Elementschaltung (61) angeschlossen ist.

8. Festkörper-Abbildungsvorrichtung nach einem

der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalabtastschaltung eine Funktion der Verbindung der zweiten Leitung (6) mit einer externen Spannungsquelle oder einem Erdanschluß hat, wenn das Vertikalschaltelement durch den Vertikalabtastimpuls in einen Sperrzustand gebracht wird.

Die Erfindung betrifft eine Festkörper-Abbildungsvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung, wie sie gemäß der deutschen

is Offenlegungsschrift 28 47 992 zum Stand der Technik gehört

Zuerst soll anhand von F i g. 1 ein bei Festkörper-Abbildungsvorrichtungen auftretendes Problem erläutert werden. F i g. 1 ist ein Prinzipschaltbild eines bekannten Festkörper-Flächensensors. Der Sensor umfaßt einen lichtempfindlichen Teil, der aus einer großen Anzahl von in einer Matrix angeordneten Photodioden 1 besteht, Vertikalschalt-Isolierschichtfeldeffekttransistoren (im folgenden als MOSFETs bezeichnet) 2 und Horizontalschalt-MOSFETs 3, die zum Auslesen von in den Photodioden 1 gespeicherten optischen Signalen dienen, sowie ein Schieberegister 4 einer Vertikalabtastschaltung und ein Schieberegister 5 einer Horizontalabtastschaltung, die dazu dienen, die einzelnen Schalter in der richtigen Reihenfolge umzuschalten. 6 bezeichnet eine Vertikalabtastleitung, 7 eine Vertikalsignalausgangsleitung, 8 eine Horizontalabtastleitung, 9 eine Horizontalsignalausgangsleitung, 10 einen Ausgang, 11 einen Ausgangs-Lastwiderstand und 12 eine Spannungs-

quelle für Video-Ausgangssignalp. Bei den Vertikal- und Horizontal MOSFETs geschieht das Schalten dadurch, daß von den einzelnen Stufen der Schieberegister herkommende Abtastimpulse auf die Gates der MOSFETs gegeben werden.

Liegen bei dieser Festkerper-Abbildungsvorrichtung die in einer Photodiode 1. auf die intensives Licht mit einer einen bestimmten Wert übersteigenden Anzahl von Photonen einfällt, zu speichernden Ladungen über dem Sättigungswert, so überschwemmen sie die Vertikalsignalausgangsleitung 7 und beeinträchtigen das Auslesen der mit der gleichen Signalausgangsleitung 7 verbundenen anderen Photodioden 1. Dies führt zu der Oberstrahlung (Blooming) genannten Erscheinung, bei der auf dem Bildschirm weiße Streifen erscheinen, so

so daß die Bildqualität merklich verschlechtert ist

Bei der eingangs erwähnten Bildaufnahmevorrichtung nach der Offenlegungsschrift 28 47 992 besteht eine Gegenmaßnahme darin, daß an die mit den Horizontalschaltelementen verbundenen ersten Leitun gen und/oder an die mit der Vertikalabtastschaltung verbundenen zweiten Leitungen jeweils aus einem Feldeffekttransistor bestehende Klemmschaltungen angeschlossen sind, die überschüssige Ladungen von den Photodioden über die betreffenden Leitungen abziehen μ sollen. Diese Feldeffekttransistoren werden während der Horizontal-Austastperiodc aufgesteuert und verbinden dabei die genannten Leitungen mit einer Spannungsquelle. Da jedoch die Horizontal-Austastperiode im Verhältnis zum gesamten Abtastzyklus klein ist. steht zur Ableitung überschüssiger Ladungen nur eine sehr kurze Zeitspanne zur Verfügung. Ferner erfordern die zusätzlichen Feldeffekttransistoren, deren Steuer- und Ausgangselektroden freiliegen müssen, sowie die mit

diesen Elektroden verbundenen Leitungen zusätzlichen Platz, der den Gesamt-Platzbedarf der Abbildungsvorrichtung erhöht.

Eine weitere Maßnahme zur Vermeidung des »Überstrahlens« bei einer Abbildungsvorrichtung ist aus der deutschen Auslegeschrift 23 49 522 bekannt. Diese Abbildungsvorrichtung arbeitet jedoch nach dem Prinzip iadungsgekoppelter Schaltungen und entspricht daher nicht der Vorrichtung nach der eingangs bezeichneten Gattung. Außerdem sind hier zum Ableiten überschüssiger Ladungen zwischen den einzelnen Schutzbereichen streifenförmige Kanalbegrenzungen vorgesehen, deren mittlerer Teil jeweils von einer Diffusionszone gebildet wird. Die dadurch bewirkte Verbreiterung der Kanalbegrenzungen geht wiederum auf Kosten der Integrationsdichte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Festkörper-Abbildungsvorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung den Oberstrahlungs-Effekt durch eine platzsparende Schaltung zu vermeiden, die eine möglichst vollständige Entfernung überschüssiger Ladungen gewährleistet

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen teil des Patentanspruchs 1 angegeben. Die danach vorgesehenen, den einzelnen Photoelementen zugeordneten Klemmschaltungen sind jeweils an die nachfolgend getastete Zeile angeschlossen. Daher sind sie über die gesamte Zeitspanne von der Tastung dieser nachfolgenden Zeile bis zur erneuten Tastung derjenigen Zeile, mit der die ihnen zugeordneten Photoelemente verbunden sind, aktiv, so daß genügend Zeit zur restlosen Abführung aller gebildeten Oberschußladungen zur Verfugung steht Da die Klemmschaltungen keine externe Verdrahtung erfordern, können sie ferner unter den mit den Horizontalschaltelementen verbünde- J5 nen ersten Leitungen angeordnet sein und beanspruchen somit keinen zusätzlichen Platz.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nächstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1, auf die oben schon Bezug genommen wurde, ein schematisches Schaltbild einer Festkörper-Abbildungsvorrichtung,

Fig.2 ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Festkörper-Abbildungsvorrichtung,

Fig.3 ein Impuls-Zeildiagramm, welches die Beziehing zwischen einem Horizontalabtastimpuls H„ einem Vertikalabtastimpuls V, und der Spannung einer Photodiode A der in Fig.2 gezeigten Festkörper-Abbildungsvorrichtung zeigt,

F i g. 4A ein Schaltbild eines ersten Beispiels für den Aufbau eines Schieberegisters einer Vertikalabtastschaltung zur Verwendung in der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 4B ein Schaltbild eines zweiten Beispiels für den Aufbau des Schieberegisters der Veflikälabtastschaltung zur Verwendung in der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 4C ein Schaltbild eines dritten Beispiels für den Aufbau des Schieberregisters der Vertikalabtastschaltung zur Verwendung in der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 5A eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Klemmschaltung zur Verwendung in der Festkörper-AbbildungSTorrichtung gemäß der Erfindung, wobei das Beispiel eine P-N-Flächendiode verwendet,

Fig,5B und 5C schematische Darstellungen von Beispielen der Klemmschaltung zur Verwendung in der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei jedes der Beispiele einen MOSFET verwendet,

Fig.5D eine schematische Darstellung eines Beispiels der Klemmschaltung zur Verwendung in der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei das Beispiel eine Schottky-Diode verwendet,

Fig.6 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung, welche unter Verwendung der durch eine Diode gebildeten Klemmschaltung aufgebaut ist

Fig.7 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Festkörper-Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung, welche unter Verwendung der durch einen MOSFET gebildeten Klemmschaltung aufgebaut ist

Fig.8 ein schematisches Sche'üld einer Ausführungsform der Festkörper-Abbüdüi'ig.rvorrichtung gemäß der Erfindung, bei welcher eine Klemmschaltung auch in einer Vertikalabtastleitung enthalten ist,

Fig.9 eine Schnittansicht, die den Elementaufbau eines Bildelementbereichs, der eine Photodiode, einen Vertikalschalt-MOSFET und die Klemmschaltung enthält, bei Ausbildung der in F i g. 7 gezeigten Festkörper-Abbildungsvorrichrung gemäß der Erfindung in integrierter Schaltungsbauweise zeigt,

Fig. 10 eine Schnittansicht, die einen Elementaufbau zeigt, wenn im Elementaufbau der F i g. 9 die Photodiode durch ein Element mit MIS-(Metall-Isolator-Halbleiter-)Aufbau ersetzt ist

Fig.2 ist ein Schaltbild zur Erläuterung der Erfindung.

In Fig.2 bezeichnet 1 eine Photodiode, 2 einen Vertikalschalt-MOSFET, 3 einen Horizontalschalt-MOSFET, 4 ein Schieberegister einer Vertilylabtastschaltung, 5 ein Schieberegister einer Vertikalabtastschaltung, 6 (Vt, Vi,...) eine Vertikalabtastleitung, 7 eine Vsrtikalsignalausgangsleitung, 8 (Hu H₂, ...) eine Horizontalabtastleitung, 9 eine Horizontalsignalausgangsleitung, 10 einen Ausgang, II einen Ausgangs-Belastungswiderstand und 12 eine Spannungsquelle für ein Video-Ausgangssignal. Wie in Fig.3, die eine !mpuls-Zeitübersicht ist gezeigt liefert das Schieberegister^ der Vertikalabtastschaltung nacheinander Impulse V₁, V₂. Vy, V^ ... und das Schieberegister 5 der Horizontalabtastschaltung Impulse in der Reihenfolge H₁, H₁₁ITy,...

Dies sind die gleichen wie im Beispiel der bekannten Schaltung der Fig. 1. Gemäß der Erfindung ist eine durch eine Diode oder einen Transistor gebildete Klemmschaltung 21 zwischen der Photodiode 1, die durch den mit der /-ten Verlikalabiaatleitung V₁ verbundenen Vertikalschalt-MOSFET ausgelesen wiru, und der f/+l)-ten Vertikalabtastleitung V-,+ι der nachfolgenden Stufe angeordet. Hierdurch werden, wenn die Photodiode 1 der /-ten Stufe ein Potential angenommen hat, das um die Schwellenspannung Wd der Klemmschaltung 21 niedriger als das der Vertikalabtastleitung 6 der (7+1)-ten Stufe ist, diese spezielle Photodiode 1 und die Vertikalabtastleitung 6 der nachfolgenden Stufe elektrisch miteinander verbunden. In anderen Fällen, insbesondere wenn die Spannung der Vertikalabtastleitung 6 niedriger als diejenige der Photodiode I ist, sind die Photodiode und die

Vertikalabtastleitung elektrisch voneinander getrennt.

Das Schieberegister 4 der Vertikalabtastschaltung ist in eine Schaltungsanordnung gebracht, bei der, wenn der Vertikalschalt-MOSFET 2 im Sperrzustand ist, die mit seinem Gate verbundene Leitung mit einer äußeren Spannungsquelle von beispielsweise ungefähr I V oder mit Erde mit niedriger Impedanz verbunden ist. Solche Schaltungsanordnungen sind in Fig.4A bis 4C gezeigt. Die Schaltungsanordnung der Fig.4A ist bekannt. Sie ist aus Inverterschaltungen, von denen jede aus MOSFETs 41 und 42 besteht, und Übertragungs-Gatterschaltungen, von denen jede aus einem MOSFET 43 besteht, aufgebaut. Taktimpulse Φι und $2 werden über zugehörige Leitungen Φ\ und Φι abwechselnd auf die Übertragungs-Gatterschaltungen gegeben. Vp bezeichnet eine Spannungsversorgungsleitung, Vs eine Erdleitung und Φ,η einen Impulseingang. Hinsichtlich der Festkörper-Abbildungsvorrichtung werden Impulse auf bei 6 in der Figur angegebenen Ausgangsleitungen als Vertikalabtastimpulse verwendet, Das Beispiel der Fig. 4B ist derart, daß jeder Inverter mit einem SourceFolger in Bootstrap-Schaltungsanordnung, bestehend aus MOSFETs 44 und 45, versehen ist. Dadurch ist die Schaltung unempfindlich gegen Pegelschwankungen und Spannungsschwankungen, so daß in den einzelnen Ausganssignalen Wellenformschwankungen, insbesondere Amplitudenschwankungen, eliminiert sind. Fig.4C zeigt ein Beispiel einer Schaltung für den Fall, wo gewünscht wird, daß der hohe und niedrige Pegel des Vertikalabtastimpulses in die Spannung Vp bzw. Vs umgewandelt wird. Wenn Transistoren 46 im Nichtsättigungsbereich betrieben werden, lassen sich die Schwankungen des hohen und niedrigen Pegels der entsprechenden Ausgangsimpulse eliminieren.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 unter Betrachtung der Photodiode A in Fig.2 beschrieben.

Seien nun V_H und Vi. der hohe Pegel des Horizontalabtastimpulses H, und der niedrige Pegel des Vertikalabtastimpulses V_h Sei außerdem Vvdie Video-Vorspannung des Ausganges. Im einzelnen ist angenommen, daß V„ = 9V. V,.= 1 V und V_v = 1 V. Hinsichtlich anderer numerischer Werte ist angenommen, daß die Schwellenspannung Vw der Klemmschaltung 21 0,5 V und die Schwellenspannung V_Te des Vertikalschalt-MOSFET 1.5 V ist. Aus Gründen der Einfachheit ist angenommen, daß die MOSFETs N-Kanal-MOSFETs sind und keinen Substratvorspannungseffekt haben. _

1I) Wenn der Vertikalabtastimpuls V? und auch der Horizontalabtastimpuls H2 geliefert wird, werden in der Photodiode A gespeicherte Signalladungen auf den Ausgang 10 ausgelesen und die Photodiode A auf die Video-Spannung Vy( = 1 V) gesetzt

(2) Wenn nachfolgend der Vertikalabtastimpuls Vj geliefert wird, nimmt die Leitung V3 das hohe Potential Vh (= 9 V) an, so daß die Klemmschaltung 21 in den leitenden Zustand fällt und die Photodiode A rückgesetzt bzw. auf die folgende Spannung voraufgeladen wird:

V« = V_H - V_m (1)

Dabei ist V_H=9 V und V_m=0J5 V. Deshalb ist V_R = 8,5 V

und die Photodiode A wird auf 8.5 V rückgesetzt. Der gleiche Vorgang wird auch bei den anderen Photodioden bewirkt, die in der gleichen Zeile wie die

Photodiode A liegen.

(3) Mit Wegnahme des Vertikalabtaslimpulses F₁ nimmt die Leitung Vi die Spannung V/ (= I V) an, die niedriger als die Spannung der Photodiode A ist. so daß die Klemmschaltung 21 in den Sperrzustand geht. Gleichzeitig ist auch der Vertikalschalt-MOSFET im Sperrzustand. Das Speichern von Signalladungen beginnt also in dem Zeitpunkt, in dem der Vertikalabtastimpuls Vj verschwunden ist.

(4) Die Speicherung von Signalladungen schreitet fort bis zu einem Zeitpunkt, unmittelbar bevor der Vcrtikalablaslimpiils Vj im nächsten Zyklus (Bild) geliefert wird, und das Potential V.\ der Photodiode A sinkt in Abhängigkeit vom einfallenden Licht.

(5) Im Falle eines solchen Ausmaßes an einfallendem Uchi, daß eine Überstrahlung nicht herbeigeführt wird, werden die .Signalladungen bei Lieferung der Vertikalabtastimpulse V₂ sowie des Horizontalabtastimpulses /-/2 übergeben und die Photodiode A auf die Videospannung Vt(—I V)gesetzt.

(6) Bei der bekannten Vorrichtung nimmt mit Eintritt des die Übcrstrahlung hervorrufenden intensiven Lichts das Potential der Photodiode ,4 mehr und mehr ab und nähert sich einem Potential, das man erhält, indem man das eingebaute Potential V_h, der Flächendiode (0,6 V) vom Substratpotential Vsi/«( = ° V) subtrahiert.

(7) In dieser Hinsicht ist bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung das Potential der Vertikalabtastleitung 6 V, (= I V). Wenn daher das Potential der Photodiode A niedriger als

V₍ =

- V_n

werden will, beginnt die Klemmschaltung 21 zu arbeiten, so daß die Überschußladungen durch die Vertikalabtastleitung 6 der nachfolgenden Stufe aufgenommen werden und die Photodiode A auf das Potential V_f der Gleichung (2) geklemmt wird. Da im vorliegenden Fall Vi = 1 V und V_Tn= 0,5 V, beträgt das Potential V_c

Wenn nachfolgend der Impuls V₂ geliefert wird, wird die Photodiode A auf die Videospannung gesetzt und die Signalladungen werden übergeben.

Obiges entspricht dem Arbeitsprinzip der erfindungs-

4ί gemäßen Vorrichtung, nach welchem ein festglegter Überschwemmungsableitungsvorgang ohne eine gesonderte Verdrahtung möglich ist.

Hinsichtlich der Klemmschaltung 21 zeigen die Fig. 5A, 5B, 5C und 5D Elemente, die diese bilden

>n können. Fig. 5A zeigt eine P-N-Flächendiode 22. F i g. 5B einen MOSFET 23. F i g. 5C einen Durchgreiftransistor (MOSFET ohne Gate-Borspannung) 24 und Fig. 5D eine Schottky-Diode 25. In allen Figuren bezeichnet 6' die Vertikalabtastleitungsseite und Γ und die Photodiodenseite. Alle dargestellten Beispiele der Fig.5A bis 5D betreffen einen Si-Sensor, der N-Kanal-MOSFETs verwendet Bei einem Si-Sensor, der P-Kanal-MOSFETs verwendet sind die Polaritäten der Dioden in den F i g. 5A und 5D umgekehrt

Durch Verwendung irgendeines der in F i g. 5A bis 5D gezeigten Schaltkreiselemente bei der Klemmschaltung 21 in F i g. 2 läßt sich die Erfindung realisieren.

Die F i g. 6 und 7 zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung für die Fälle der Verwendung der P-N-Flächendiode 22 der F i g. 5A bzw. des MOSFET 23 der F i g. 5B als Klemmschaltung 21 der F i g. 2.

-Wie man aus Gleichung (2) erkennt ist es in beiden Fällen wirkungsvoller, wenn die Substratspannung Vsub

niedriger als die Spannung V₁ aus Gleichung (2) ist. Das heißt, es ist also vorzuziehen, wenn folgende Bedingung gilt:

Vs,,β S V, - Vτι,

Bei Einfall intensiven Lichts fließen die zur Überstrahlung gehörigen Ladungen durch eine in Fig.8 gezeigte Klemmschaltung 23 in die Vertikalabtastlei- !>ing 6. Dementsprechend wird die Fähigkeit, die Ladungen aufzunehmen, vom Schieberegister 4 der Vertikalabtastschaltung gefordert. In Anbetracht des Schaltungssystems ist jedoch obigv.· Bedingung nicht sicis erfüllt. In einem solchen Fall kann, wie in F i g. 8 gezeigt, eine Klemmschaltung 61 in der Vertikalabt.ist leitung 6 eingebaut sein. Die Klemmschaltung ist hierbei als MOSFFT aufgebaut. Die /ur ("!bestrahlung gehörigen Ladungen werden über einen Anschluß 62 durch die Klemmschaltung 61 nach außen abgenommen. ! ine Beeinträchtigung des Schieberegisters der Vertiki!ifiuuiMSCi'ifiiiiii'i(: c*i .mn tiiciii gcgcbcii, MJ il«u c> .tm.il keine besonderen Fähigkeiten benötigt. Der Anschluß 62 ist mit Frde oder einer externen Spannungsquellc verbunden, deren Spannung größer als die .Schwellenspannung der Klemmschaltung 61 ist.

Wie aus obiger dctalliertcn Beschreibung hervorgeht, können gemäß der Erfindung die Überschußladungen, die die Ursache für die Überstrahlung darstellen, abgezogen werden, ohne daß irgendeine zusätzliche Verdrahtung zur Abnahme der die Photodiode überschwemmenden Überschußladungen vorgesehen werden müßte.

Fig. 9 zeigt einen F.lementsehniu eines den Vertikalsehalt-MOSFET 2. die Photodiode 1 und die Klemmschaltung enthaltenden Bereichs (eines einem Bildelement entsprechenden Bereichs), wenn die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform der Festkörper-Abbildungsvorrichtung als integrierte Schaltung aufgebaut ist. In Fig. 9 bezeichnet 91 ein Si-Substrat mit P-Leitung, welches eine Fremdstoffdichte von 1 · 10" bis 2 ■ 10'"/Cm³ hat. und 92 einen dicken (1 μπι oder dergleichen) Isolationsfilm (aus SiO₂ oder dergleichen), der die angrenzenden Bildelementbereiche isoliert. 93 und 94 bezeichnen N - -Fremdstoffbereiche (mit einer Fremdstoffdichte von 10'" bis 10^M/cm^J). die als Drain bzw. Source des Vertikalschalt-MOSFET dienen. Eine P-N-Flächendiode 1 ist aus dem N * -Bereich 94 und dem P-Substrat 91 aufgebaut. 902 und 97 bezeichnen den Gate-Isolationsfilm (aus SiOj oder dergleichen und mit einer Dicke von ungefähr 74 nm) bzw. die Gate-Elektrode (aus polykristallinen! Si oder dergleichen und mit einem Schichtwiderstand von 15 bis 20 Ω) des Vertikalschalt-MOSFET 2. Der MOSFET 23, der die Klemmschaltung bildet, ist aus N '-Fremdstoffbereichen (mit einer Fremdstoffdichte von 10" bis 10²ⁿ/cm^J) 94 und 95, die als Drain- bzw. Sourcebereich dienen, einem Crate Isolationsfilm (aus SiO: oder dergleichen und mit einer Dicke von ungefähr 75 nm)901 und einer Gate-Elektrode (aus polykristallinen! Si oder ilerglci-

n chen und mit einem Schichtwiderstand von 15 bis 20 Ω) % aufgebaut. In F i g. 9 bezeichnet 98 eine pol> kristalline Si-Schichl (mit einem Schichtwiderstand von 30 Ω) und 99 eine Al-Schicht, wobei eine aus diesen Schichten bestehende Doppelschichtelektrode die Veriikalsignal-

J'l (lll^ilH^MCMliltg t diiMJIIUC't. tfC'i -nt im ι < £■ · 'n *-'<i

PSG (Phosphorsilikatglas-JFiIm gezeigt.

Fig. 10 zeigt eine Vorrichtung, bei welcher eine auf einem Isolierschichtaufbau (MOS-Aufbau) basierende Inversionsschicht für die Photodiode I im in F ι g. 9

r> gezeigten Bildelementaiifb.ui \erwendet wird In Fig 10 bezeichnet 101 eine Gatel.lektrode (Transparenteleklrode aus SnO-. polykristallinen! Si oder dergleichen). 102 und 103 Gate-Isolationsfilme(.ius SiO; oder dergleichen) und 104 einen Spanniingsanschitiß

in zum Vorspannen der Gate-Elektrode des MOS-Nufbans. Wenn das Element mit MOS-Aufbau als die Photodiode wie bei der Vorrichtung der Fig. 10 verwendet wird, bestehen die Vorteile, daß Ladungen im Falle des Rücksetzens der Photodiode 1 wenig

ü verändert werden und daß das Signal-Rauschverhältnis verbessert ist.

Wie sich aus obiger Beschreibung ergibt, läßt sich mit der Erfindung eine Festkörper-Abbildungsvorrichtung verwirklichen, bei der die die Ursache für die Überstrahlung bildenden Überschußladungen herausgezogen werden können, ohne daß die Notwendigkeit einer zusätzlichen Verdrahtung zur Aufnahme der die Photodiode überschwemmenden Überschußladungen besteht.

Hierzu 5 Blatt Zeichnuneen

Claims

Patentansprüche:

U Festkörper-Abbildungsvorrichtung mit in Zeilen und Spalten angeordneten Photoelementen (1) und diesen jeweils zugeordneten Vertikalschaltelementen (2), einer Gruppe von ersten Leitungen (7), deren jede die Ausgänge aller Vertikalschaltelemente (2) einer Spalte mit einem gemeinsamen Horizontalschaltelement (3) verbindet, einer an die Ausgänge sämtlicher Horizontalschaltelemente (3) angeschlossenen Ausgangsleitung (9), einer Gruppe von zweiten Leitungen (6), deren jede die Steueranschlüsse aller Vertikalschaltelemente (2) einer Zeile miteinander verbindet, einer Horizontalabtastschaltung (5), die Horizontalabtastimpulse auf die Steueranschlüsse der Horizontalschaltelemente (3) gibt, einer Vertikalabtastschaltung (4), die Vertikalabtastimpulse über die zweiten Leitungen (6) auf die Steueranschlüsse der Vertikalschaltelemente (2) gibt, sowie Klemmschaltungen (21) zum Abziehen von Oberschußladungen von den Photoelementen (1), dadurch gekennzeichnet, daß jedem Photoelement (1) eine eigene Klemmschaltung (21) zugeordnet ist, die den Ausgang des Photoelements (1) mit der zweiten Leitung (6) der nachfolgend getasteten Zeile verbindet
2. Festkörper-Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmschaltung (21) aus einer P-N-FIächendiode (22), einem MOSFET (23), einem Durchgreiftransistor (24) oder einer Schottky-Diode (25) aufgebaut ist
3. Festkörper-Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Photoelemente, Horizontalschalttrlemeiite, Vertikalschaltelemente, die Horizontalabtaststhaltung, die Vertikalabtastschaltung und die Klemmschaltungen (21) in einem Oberflächenbereich eines Halbleiterkörpers (91) eines ersten Leitungstyps angeordnet sind.
4. Festkörper-Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Photoelement eine P-N-Flächendiode (1) ist, welche aus dem Halbleiterkörper (91) und einem Fremdstoffbereich (94) eines zweiten, zum ersten entgegengesetzten Leitungstyps aufgebaut ist, der entweder als Source oder Drain eines Isolierschicht-Feldeffekttransistors dient, der als Vertikalschaltelement dient
5. Fesikörper-Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Photoelement ein Isolierschichtelement ist und sein Teil für den Empfang von Licht eine unter einer Gate-Elektrode des Isolierschichtelemenis ausgebildete Inversionsschicht ist
6. Festkörper-Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet daß mit Vj. als dem unteren Spannungspegel des Vertikalabtastimpulses, Vtd der Schwellenspannung der Klemmschaltung (21) und Vsi/s der Substratspannung des Halbleiterkörpers (91), die folgende Bedingung gilt: