DE3143766A1

DE3143766A1 - "verfahren und vorrichtung zum eingeben einer vorladung in bildspeicherelemente eines festkoerper-bildabtasters"

Info

Publication number: DE3143766A1
Application number: DE19813143766
Authority: DE
Inventors: Motoaki Hiratsuka Kanagawa Abe; Tetsuo Ebina Kanagwa Ando; Hiroyuki Atsugi Kanagawa Matsumoto
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1980-11-07
Filing date: 1981-11-04
Publication date: 1982-08-12
Also published as: JPS5780763A; GB2087150B; US4443886A; CA1173175A; SE455559B; GB2087150A; NL8105063A; FR2495417A1; FR2495417B1; SE8106578L

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein·Verfahren zum Eingeben einer fest vorgegebenen Vorladung in Bildspeicherelemente eines Festkörperbildabtasters.

Die einzelnen Bildspeicherelemente eines solchen Festkörperbildabtasters sind ladungsgekoppelt (charge coupled device), was durch einen speziellen Aufbau ermöglicht ist. Im folgenden wird von einem Aufbau vom Oberflächenkanaltyp ausgegangen. Ein Festkörperbildabtaster dieses Typs weist ein Halbleitersubstrat mit einer auf diesem aufgebrachten Isolierschicht und voneinander isolierte Transferelektroden auf der Isolierschicht auf. Beim Blick auf einen senkrecht stehenden Festkörperbildabtaster verlaufen die Transferelektroden in der Regel in horizontaler Richtung, im folgenden X-Richtung genannt. Das Halbleitersubstrat ist dagegen durch vertikal verlaufende, also in Y-Richtung verlaufende, Dotierungsstreifen in Bildkanalstreifen unterteilt. Die Dotierungsstreifen sind so dotiert, daß in ihnen ein Potential vorhanden ist, das für in Bildkanalstreifen durch auftreffendes Licht erzeugte Ladungsträger einen Potentialwall bildet. Erzeugte Ladungsträger können daher nur im Potentialgraben der Bildkanalstreifen, also in Y-Richtung, durch Ladungsträgerkopplung bewegt werden. Dieses Fortbewegen erfolgt dadurch,daß an die in X-Richtung verlaufenden, also in Y-Richtung aufeinanderfolgenden Transferelektroden in einem bestimmten Zeittakt Spannungen so nacheinander angelegt werden, daß ein durch die Spannungen gebildeter Potentialtopf sich im Zeitablauf in Y-Richtung fortbewegt.

Während einer Aufnahmeperiode liegt jeweils an ganz be-

bat

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SONY -*S8fP212

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" stiiranten Transferelektroden, z. B. an jeder fünften bei

;f"i einem Vierertakt, eine Spannung an, die einen Potentialtopf definiert. Ein Bildspeicherelement ist durch ein ] Bildkanalstreifengebiet an einer Kreuzungsstelle zwi-

5 sehen einem Bildkanalstreifen und einer Transferelektrode, unterhalb derer ein Pbtentialtopf vorliegt, gegeben. Wird der Festkörper-Bildabtaster belichtet, werden wäh-

.·■: rend der Aufnahmeperiode Ladungsträger erzeugt, die im

j Potentialtopf des Bildspeicherelements gefangen bleiben.

,] 10

Während einer auf die Aufnahmeperiode folgenden Rahmen- -H ausleseperiode erfolgt der vorstehend beschriebene Vor-

I gang, bei dem durch Nacheinanderanlegen der Spannung,

-..! die den Potentialtopf definiert, an die Transferelektro-

■-..-' 15 den, die im Potentialtopf eingeschlossene Ladung in Y-

, Richtung bewegt wird. Die Zahl der in einem Potential-

■i topf eingeschlossenen Ladungsträger wird am Ende eines

; i Bildkanals durch eine Diode ermittelt, welcher Informationsgehalt einem Speicherteil zugeführt wird. 'j · 20

4 ■ Bei Festkörper-Bildabtastern vom Oberflächenkanaltyp be- \ steht nun das Problem, daß beim Verschieben von BiId-

.-' speicherelement zu Bildspeicherelement in Y-Richtung

_l entlang eines Bildkanalstreifens jeweils ein Verlust

J 25 feststehender Größe auftritt, der unabhängig von der

■■".) Zahl gespeicherter Ladungsträger, also unabhängig von

i| der Signalgröße, ist. Derartige Verluste vorgegebener

:"! Größe sucht man dadurch auszugleichen, daß jedes Bildspeicherelement vor dem Beginn der Aufnahmeperiode mit 30 einer fest vorgegebenen Vorladung versehen wird, die • j gerade der Größe der Verlustladung beim Transport von

Bildspeicherelement zu Bildspeicherelement entspricht. Diese Vorladung ist unter dem Begriff "fat zero" bekannt und z. B. in IEEE Transactions on Electron Devi-35 ces, Vol. ED-22, Nr. 2, Febr. 1975, Seiten 40 bis 46

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beschrieben.

Die fest vorgegebene Vorladung wird während einer Vorladungseingabeperiode in die Bildspeicherelemente eingebracht. Dazu stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Gemäß einer Methode wird Licht z. B. aus einer Photodiode eingestrahlt, wodurch Ladungen, erzeugt werden. Diese Methode hat jedoch den Nachteil, daß die Lichtquelle so angebracht werden muß, daß sie das Signallicht nicht behindert. Die Lichtquelle wird daher generell an einer Seite, bevorzugt der Bildausleseseite des Bildabtasters angebracht. Dies führt zu einem Lichtabfall und damit zu einem Vorladungsabfall zwischen den Randgebieten und dem Mittenbereich des Bildabtasters, wodurch eine sogenannte Abschattung des danach aufgenommenen Bildes entsteht.

Gemäß einer anderen Methode werden durch eine Diffusionsschicht in einem Ladungseingabeteil· des Festkörper-Bild- abtasters die Vorladungen für die Bildspeicherelemente in jeden Bildkanalstreifen eingegeben. Hier besteht jedoch das Problem, daß durch Materialfehler und Streuprozesse nicht in jeden Kanal pro Bildspeicherelement genau dieselbe fest vorgegebene Vorladung eingegeben wird. Dadurch entsteht ein fest vorgegebenes Störmuster, da unterschiedliche Bildkanalstreifen unterschiedliche Vorladungen erhalten. Um diesen Nachteil zu vermeiden, müßten Festkörper-Bildabtaster in nahezu nicht realisierbarer Qualität hergestellt werden. Dadurch ginge aber genau der Vorteil der Festkörper-Bildabtaster vom Oberflächenkanaltyp verloren, der darin besteht, daß bei diesem Typ die Waferherstellung besonders einfach ist und der Aufbau keine speziellen Gegenmaßnahmen zur Überhellungskontrolle erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren

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anzugeben, zum Eingeben einer fest vorgegebenen Vorla-f dung, mittels einer Eingabeanordnung, in Bildspeicher-; elemente eines Festkörper-Bildabtasters, der in X-Richftung verlaufende, voneinander isolierte Transferelektrpden auf einer Isolierschicht und unter dieser ein Halbjleitersubstrat aufweist, das durch in Y-Richtung ver- ?

laufende Dotierungsstreifen in Bildkanalstreifen unter!--

ΐ teilt ist, welche Bildspeicherelemente durch Bildkanal?- streifengebiete an Kreuzungsstellen zwischen Bildkanalfstreifen und Transferelektroden gegeben sind, und wel-; eher Bildabtaster in verschiedenen aufeinanderfolgenden Perioden betrieben wird, und zwar in einer Aufnahmeperipde, einer Rahmenausleseperiode und einer Vorladungseinjgabeperiode, welches Verfahren es gewährleistet, daß mjit sehr großer Genauigkeit in jedem Bildspeicherelement dfie fest vorgegebene Vorladung untergebracht wird. |

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß ein Verfahren der I genannten Art gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs;·

weiter ausgebildet wird. ;

Dieses Verfahren unterscheidet sich von den bisher be-* kannten dadurch, daß nicht von vornherein in jedes \ Bildspeicherelement die fest vorgegebene Vorladung eirfgegeben wird, sondern daß zunächst eine wesent-f lieh größere Überladung eingegeben wird. Während einer Verteilperiode werden dann alle Spannungen an den Trarisferelektroden auf solche Werte gelegt, daß das freie , sich Bewegen der Überladungs-Ladungsträger im Substrat 0 ermöglicht ist. In dieser Verteilperiode verteilen s sich also die Ladungsträger aus den Bildspeicherelemerjiten heraus im Substratvolumen, wo sie teilweise rekombinieren und dadurch in ihrer Zahl abnehmen. Die Ver-\ teilperiode wird kürzer gewählt als die mittlere Lebeijisdauer der Ladungsträger im Substrat. Nach Ablauf der Ver-

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teilperiode werden die verbleibenden Ladungsträger durch Anlegen unterschiedlicher Spannungen an die Transferelektroden in Potentialtöpfen gefangen und bilden dort die vorgegebene Vorladung. Die Verteilperiode ist in ihrer Länge so auf die mittlere Lebensdauer der Ladungsträger abzustimmen, daß während der auf die Verteilperiode folgenden Einfangperiode genau die erforderliche Vorladung noch eingefangen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren leidet nicht mehr unter dem Mangel herkömmlicher Verfahren, daß in unterschiedliche Bildkanalstreifen Vorladungen unterschiedlicher Größe eingegeben werden. Es werden zwar Überladungen unterschiedlicher Größe eingegeben, welcher Mangel jedoch durch das frei sich Bewegen der Überladungs-Ladungsträger im Substrat während der Verteilperiode ausgeglichen wird.- Ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren übertragenes Bild zeigt daher kein Untergrundstreifenmuster in Y-Richtung mehr.

"

Die dem Verfahren zur Verfügung stehenden Zeiten werden dann besonders günstig ausgenutzt, wenn die überladung in jedes Bildspeicherelement während der Rahmenausleseperiode eingegeben wird. Diese Zeit wird zum Auslesen des Bildrahmens ohnehin benötigt, so daß zum Einbringen der Überladung keine besondere Zeit anfällt. Bei einem Bilddarstellverfahren mit einer vertikalen Austastlücke werden die Rahmenausleseperiode, die Verteilperiode und die Einfangperiode vorteilhafterweise innerhalb der Austastlücke untergebracht.

Zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Festkörper-Bildabtaster von besonderem Vorteil, der parallel zu den Transferelektroden in Y-Richtung gesehen vor der ersten Transferelektrode eine ebenfalls auf

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der Isolierschicht angebrachte Eingabeelektrode und vcfr der Eingabeelektrode eine in das Substrat Ladungsträger injizierende Diffusionsschicht aufweist. Ein solcher I Bildabtaster benötigt gegenüber bisher bekannten Bild-| abtastern lediglich eine zusätzliche Eingabeelektrode I und eine Diffusionsschicht. Mit dieser Anordnung läßt I sich besonders einfach ein Verfahren durchführen, bei | dem die' Überladungen während der Rahmenausleseperiode | eingegeben werden. |

j Die Erfindung sowie Weiterbildungen und Ausführungsfoilmen derselben werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen: J

Fig. 1A eine schematische Darstellung des Potential-| Verlaufs an der Substratoberfläche eines Ϊ Bildabtasters in Y-Richtung gesehen, unter-f halb einer Eingabeelektrode und drei folgen-l

den Transferelektroden, mit einer in einem 1

I Potentialtopf eingefangenen Vorladung Q,, f

Fig. 1B eine schematische Darstellung eines Potential-

Verlaufs gemäß dem von Fig. 1A, jedoch mit |

I größerer Vorladung Q.,, |

j ^:

Fig. 2A einen Teilschnitt in Y-Richtung durch den Ladungseingabeteil und den Bildtransferteil eines Festkörper-Bildabtasters mit einer Diffilsionsschicht und einer Eingabeelektrode, I

" ' j

Fig. 2B eine schematische Darstellung des Potentialf

I Verlaufs an der Oberfläche des Substrats des

Bildabtasters gemäß Fig. 2A, mit in Potential-

topfen eingeschlossenen Überladungen Q„, |

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Fig. 2C eine schematische Darstellung eines Potential verlaufs gemäß Fig. 2B, jedoch mit einem potentialtopf freien Potentialverlauf in Y-Richtung,

Fig. 2D eine schematische Ansicht eines Potentialverlaufs gemäß Fig. 2B, jedoch am Ende einer Ein fangperiode, nach der Vorladungen Q in Poten tialtöpfen eingeschlossen sind,

Fig. 2E eine schematische Ansicht eines Potentialverlaufs gemäß Fig. 2B, jedoch mit Potentialtöpfen, in denen außer den Vorladungen Q_A auch durch auffallendes Licht erzeugte Ladungen eingeschlossen sind,

Fig. 3A eine Darstellung von im angegebenen Verfahren aufeinanderfolgenden Zeiten,

Fig. 3B eine Ansicht des zeitlichen Spannungsverlaufs der Spannung an einer Eingabeelektrode beim Aufbau gemäß Fig. 2A,

Fig. 3C eine schematische Darstellung des zeitlichen Potentialverlaufs an der Oberfläche des Sub

strats eines Aufbaus gemäß Fig. 2B, unterhalb der Eingabeelektrode,

Fig. 3D eine schematische Darstellung des zeitlichen Potentialverlaufs entsprechend Fig. 3C, je

doch unter den Transferelektroden des Aufbaus gemäß Fig. 2A, die mit den Spannungen V₁ und V₂ versorgt werden,

Fig. 3E eine schematische Darstellung des zeitlichen

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Potentialverlaufs gemäß Fig. 3D, jedoch unter den Transferelektroden, die mit den Spannungen V₃ und V₄ versorgt werden.

Der Festkörper-Bildabtaster gemäß Fig. 2A weist ein einseitig durch eine Isolierschicht 2 abgedecktes Substrat

1 auf. Das Substrat 1 besteht aus P-leitendem Silicium und die Isolierschicht 2 aus SiO-. Auf der Isolierschicht

2 sind dicht aufeinanderfolgende streifenförmig©, jeweils voneinander durch eine Zwischenisolierung 3 getrennte Transferelektroden 4 aufgebracht. Bei Aufsicht auf einen Festkörper-Bildabtaster gemäß Fig. 2A erstrecken sich die Transferelektroden 4 ihrer Länge nach in X-Richtung. . Da die Fig. 2A einen Schnitt in Y-Richtung darstellt, sind die Transferelektroden 4 durch ihre Querschnitte erkennbar.

Die allererste Elektrode, in der Darstellung gemäß Fig. 2A, befindet sich diese ganz auf der linken Seite, ist wie die Transferelektroden 4 ausgeführt, jedoch übt sie eine andere Funktion aus und ist als Eingabeelektrode 6 bezeichnet. Noch weiter links von der Eingabeelektrode 6, also in Y-Richtung gesehen vor der Eingabeelektrode 6, befindet sich im Halbleitersubstrat 1 eine Diffusionsschicht 5, die N dotiert ist und bei entsprechendem Anlegen einer Spannung V__N Elektronen in das P-leitende Substrat injiziert. Der Ladungstransport so injizierter Ladungsträger in Y-Richtung kann jedoch durch das Anlegen einer Spannung V"_Tr an die Eingabeelektrode 6 unterbrochen werden.

Das P-leitende Substrat ist z. B. durch P -leitende, in Y-Richtung verlaufende Dotierungsstreifen in Bildkanalstreifen unterteilt, was jedoch aus der Seitenansicht gemäß Fig. 2A nicht erkennbar ist, was allerdings dem

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üblichen Aufbau eines Festkörper-Bildabtasters entspricht. Wenn nun die Spannung V _r der in X-Richtung verlaufenden Eingabeelektrode 6 so verändert wird, daß Ladungen in Y-Richtung fortschreiten können, so werden nicht in jeden Bildkanalstreifen gleich viel Ladungen eindringen, da es zu Streueffekten und Rekombinationseffekten an Kristallfehlern kommt. Diese Tatsache ist anhand der Fig. 1A und 1B näher dargestellt. Es ist jeweils der Potentialverlauf an der Oberfläche des Substrats 1 unterhalb der Eingabeelektrode 6 und dreier aufeinanderfolgender Transferelektroden 4 dargestellt. Die zweite Transferelektrode ist jeweils an eine solche Spannung V~ gelegt, daß sich unter ihr ein Potentialtopf ausbildet. In diesen Potentialtopf ist bei der Darstellung gemäß Fig. 1A eine Vorladung Q. eingeschlossen, die ihrer Größe nach genau einer gewünschten Vorladung entspricht. Im Potentialtopf gemäß Fig. 1B ist dagegen eine unerwünscht große Vorladung CL , eingeschlossen, welcher Fehler beim Einbringen der Elektronen von der Diffusionszone 5 her

20 erfolgte.

Der Potentialverlauf an der Oberfläche des Substrats 1 unterhalb den Transferelektroden 4 ist durch Substratdotierungen, durch Elektrodenabstände von der Oberfläehe und durch an die Elektroden angelegte Spannungen beeinflußbar. Sind alle Elektroden gleich weit von der Ober^ fläche entfernt, wie dies im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2A der Fall ist, und weist das Substrat 1 entlang eines Bildkanalstreifens keine Dotierungsunterschiede auf, so wird der Potentialverlauf an der Oberfläche des Substrats 1 ausschließlich durch an die Transferelektroden 4 angelegte Spannungen V₁, V , V_ und V. bestimmt. Für Elektronen bildet sich an der Oberfläche des Substrats •1 unterhalb der Elektrode, an der die größte negative Spannung angelegt wird, ein Potentialtopf, in dem Electro-

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; nen eingefangen werden. Dies ist in Fig. 2E näher dargestellt. Es treffen Lichtquanten hv> auf den Festkörper^- ,. Bildabtaster auf, die Elektronen erzeugen, die dann in

] den Potentialtöpfen 11 eingefangen werden. Je mehr Licht

"ι 5 auffällt, desto größer ist die gespeicherte Signalla-

'* dung Q . . Durch fortschreitendes Anlegen der hohen negati-

sig ?

^! ven Spannung von einer Transferelektrode zur anderen und

entsprechendes Fortschreiten der anderen Spannungen von Elektrode zu Elektrode werden dann die eingeschlossenen Ladungen Q . in Y-Richtung zu einer nicht dargestellten '. Aufnahmediode geleitet. Die Transferelektroden 4 de s i'n

Fig. 2 dargestellten Festkörper-Bildabtasters werden in

; einem Vierphasentakt geschaltet. Jeweis jede fünfte Elek-

: {" trode liegt an derselben Spannung, Entsprechend sind <

■^; 15 auch Aufbauten bekannt, bei denen alle dritten Elektro'-

den untereinander verbunden sind, die also in einem Zweiphasentakt geschaltet werden, und es sind Aufbauten bekannt, bei denen alle vierten Transferelektroden mitein- '\ ander verbunden sind, die dann in einem Dreiphasentakb

angesteuert werden. Wesentlich ist in jedem Fall, daß j unter einer Elektrode ein Potentialtopf existiert, in §

dem eine Signalladung Q . gesammelt wird und dann in Yt

sig s

Richtung durchgetaktet wird. r

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2A ist unter jeder

zweiten Transferelektrode 4 das Substrat 1 zusätzlich'

'•15 dotiert. So ist z. B. die Substratdotierung N= 1 χ 10

-2

cm , während in den Potentialdotierungsstreifen 7 un-f terhalb der Transferelektroden 4, die bei der augenblicklichen Beschaltung mit den Spannungen V₁ und V₃ ί

im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2A vorliegen, die Do-

12 -2 s

tierung N₇. = 6 χ 10 cm ist. Durch diese Dotierungen

entsteht eine asymmetrische Potentialverteilung, die den

Ladungstransport in Y-Richtung begünstigt. |

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Der Potentialverlauf gemäß den Fig. 2B bis 2E ist also sowohl durch Dotierungen als auch durch angelegte Spannungen V₁, V~, V^ und V₄ bedingt. Die Taktspannungen V₁ und Vp liegen mit derselben Phase und die Taktspannungen V₃ und V₄ ebenfalls mit der untereinander gleichen, jedoch zur Phase von V₁ und V~ umgekehrten Phase vor.

Im folgenden wird der zeitliche Verlauf der verschiedenen Spannungen und deren Einfluß auf eingefangene Ladungsträger e beschrieben. An der Diffusionsschicht 5 liegt andauernd die Diffusionsschichtspannung V_TN an. Die Eingabeelektrodenspannung V_IG an der Eingabeelektrode 6 wird mit den Spannungen V₁, V„, V₃ und V₄ an den Transferelektroden in einem Vierphasentakt durchgetaktet.

Dies führt dazu, daß bei jedem vierten Takt Ladungsträger in Y-Richtung vordringen und einen unter einer" Transferelektrode 4 vorhandenen Potentialtopf ganz auffüllen.

Die so eingeschlossene Ladung ist als überladung Q-. bets

zeichnet. Man nennt diese Ladung auch "fat one". Wenn alle Signalladungen Q . in Y-Richtung durchgetaktet

s ig

sind, sind alle Potentialtöpfe in Bildspeicherelementen mit der Überladung Q_ gefüllt. Die Zeitdauer, innerhalb der dieses Durchtakten der Signalladungen Q . erfolgt, ist als Rahmenausleseperiode T bezeichnet. 25

An die Rahmenausleseperiode T schließt sich eine Wer-

Jc »3 - - .

teilperiode T an, innerhalb der solche Spannungen V₁, a ι

V„, V₃ und V₄ an den Transferelektroden 4 angelegt werden, daß, wie es in Fig. 2C dargestellt ist, kein Potentialtopf mehr vorhanden ist, sondern vielmehr sämtliche Ladungsträger e frei im Substrat 1 beweglich werden, wie es in Fig. 2C dargestellt ist. Die Ladungsträger e verteilen sich gleichmäßig im Substrat, wobei sie in ihrer Zahl abnehmen, welche Abnahme durch eine mittlere Lebensdauer gekennzeichnet ist. Die Verteilperiode T

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währt kürzer als die mittlere Lebensdauer der Ladungsträger e im Substrat, so daß in einer folgenden Einfangperiode T, verbleibende Ladungsträger in Vorladungspotentialtöpfen 10 eingefangen werden können. Die Zeiten T und T, sind gerade so gewählt, daß in den VorIaa ο

dungspotentialtöpfen 10 eine Vorladung Q eingefangen wird, die gerade ausreicht, die festen Verlust zu kom

pensieren, die beim Weitergeben von Ladungen in Y-Rich-

' . tung von Bildspeicherelement zu Bildspeicherelement auf-

treten. Diese Vorladung Q₂. wird auch als "fat zero" be-

-. zeichnet. Zum Ausbilden der Vorladungspotentialtöpfe 10

werden entsprechende Spannungen V. bis V. an die Elektroden 4 angelegt, so daß die in den Fig. 3D und 3E auf-

■'] gezeichneten Potentiale φ₁ bis Φ, an der Oberfläche des

; 15 Substrats 1 unter den Elektroden 4 entstehen. Zum Einfangen der Vorla

dung Q gemäß Fig. 2D wird die Spannung V₂ so gewählt, daß unterhalb der entsprechenden Elektroden ein schwacher Verarmungszutand entsteht.

Während der auf diesen Vorladeprozeß folgenden Aufnahmeperiode T wird

a 20 an die Eingabeelektrode 6 eine solche Spannung V_Tp gelegt, daß keine

J weiteren Ladungsträger mehr von der Diffusionsschicht 5 in Y-Richtung

vordringen. Die Spannungen V. bis V. werden so eingestellt, daß sich jeweils unter den mit der Spannung V-. angesteuerten Transferelektroden 4 ein Bildspeicherelement mit einem tiefen Aufnahmcpotentialtopf 11 bildet, in dem durch Lichtquanten hu erzeugte Signalladungen Q . ge-

saitmelt werden können. Nach Abschluß der Aufnahmeperiode beginnt die

Rahmenausleseperiode T von neuem.

Fb

Wird das beschriebene Verfahren zum Eingeben einer fest vorgegebenen Vorladung QL bei bekannten Bildübertragungsverfahren mit einer vertikalen Austastlücke T verwendet, ist es von Vorteil, die Rahmenausleseperiode

T„„, die Verteilperiode T und die Einfangperiode T, inr ο a υ

nerhalb dieser vertikalen Austastlücke T unterzubringen. Dann wird für das Eingeben der Vorladung keine zusätzliche

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Zeit benötigt, so daß die herkömmlichen Bildübertragungsverfahren direkt anwendbar sind.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt die Einstllüng des Potentialverlaufs an der Oberfläche des Substrats 1 in Y-Richtung durch einen Vierphasentakt-. Spannungsverlauf und durch Potentialdotierungsstreifen 7. Für das beschriebene Verfahren ist es jedoch völlig unerheblich, ob ein Zweitakt-oder ein Mehrtaktverfahren angewendet wird, ob unterschiedlich weit von der Substratoberfläche liegende Transferelektroden 4 angewendet werden, ob in X-Richtung verlaufende Potentialdotierungsstreifen angewendet werden oder nicht, oder ob das Substrat P-oder N-leitend ist. Es ist auch unerheblich, ob Ladungsträger zum Eingeben einer fest vorgegebenen Vorladung über eine Diffusionsschicht 5 oder mittels eines anderen Verfahrens, z. B. durch Belichten, eingebracht werden. Weiterhin ist es .unerheblich, ob eine überladung Q_n während einer Rahmenausleseperiode T _c oder während einer speziell hierfür vorgesehenen Zeitperiode eingebracht wird. Wesentlich ist nur, daß tatsächlich eine Überladung Q_R eingebracht wird, die größer ist als eine Vorladung Q ,die zum Ausgleich fest vorgegebener Übertragungsverluste dient, daß diese Überladung Q_R durch entsprechende Potentialeinstellung gleichmäßig im Substratvolumen verteilt wird, und daß nach entsprechender Abnahme der Ladungsträgerzahl diese wieder in den Potentialtöpfen von Bildspeicherelementen in einer Zahl eingeschlossen werden, die gerade die fest vorgegebene Vorladung Q ergibt. Je nach dem Anwendungszweck eines Festkörper-Bildabtasters kann das Verfahren auf unterschiedlichste Art und Weise durchgeführt werden, wofür im Vorhergehenden einige Ausführungsbeispiele gegeben wurden.

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Claims

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PATENTANWÄLTE

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

Beim EuropSischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandatalres agrees pres !'Office europeen des brevets

Dipl.-Chem, Dr. N, tar Meer Dipl -Ing. H. Steinmeister ?Ä3£s· I' ^Μϋ"^ΘΓ Artur-Ladebeck-Strasse 51

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD 1

MÜ/J/cb S81P212

04. November 1981

SONY CORPORATION

7-35 Kitashinagawa 6-chome

Shinagawa-ku, Tokyo 141, Japan

Verfahren und Vorrichtung zum Eingeben einer Vorladung in Bildspeicherelemente eines Festkörper-

Bildabtasters'

Priorität: 7. November 1980, Japan, Nr. 157437/80

Patentansprüche

Verfahren zum Eingeben einer fest vorgegebenen Vorladung (Q_a)» mittels einer Eingabeanordnung, in Bildspeicherelemente eines Festkörper-Bildabtasters, der in X-Richtung verlaufende, voneinander isolierte (3) Transferelektroden (4) auf einer Isolierschicht (2) und unter dieser ein Halbleitersubstrat (1) aufweist, das durch in Y-Richtung verlaufende Dotierungsstreifen in Bildkanal-

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streifen unterteilt ist, welche Bildspeicherelemente durch Bildkanalstreifengebiete an Kreuzungsstellen zwischen Bildkanalstreifen und Transferelektroden gegeben sind, und welcher Bildabtaster in verschiedenen aufeinanderfolgenden Perioden betrieben wird, und zwar in einer Aufnahmeperiode (T ), einer Rahmenausleseperiode (T„_o) und einer Vorladungseingabeperiode, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorladungseingabeperiode eine Verteilperiode (T ) und eine Einfangperiode

^a
(T, ) aufweist, daß dabei in der Verteilperiode (T ) eine durch die Eingabeanordnung in ein Bildspeicherelement eingegebene Überladung (Q_B), die größer ist als die erforderliche Vorladung (Q ) im Substrat (1) verteilt wird, wozu alle Spannungen an den Transferelektroden (4) auf solche Werte gelegt werden, daß das freie sich Bewegen der Überladungs-Ladungsträger im Substrat (1) ermöglicht ist, daß in der Einfangperiode (T, ) solche Spannungen an die Transferelektroden (4) gelegt werden, daß im Substrat (1) noch vorhandene Ladungsträger in den Bildspeicherelementen eingefangen werden, und daß dabei die Dauer der Verteilperiode (T ) um so viel kurzer als die Lebensdauer

der Ladungsträger (e) im Substrat (1) gewählt ist, daß während der Einfangperiode (T, ) genau die erforderliche Vorladung (Q ) noch eingefangen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die überladung (Q_D) in jedes Bildspeicherelement während der Rahmenausleseperiode

(T„_o) eingegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Gesamtheit von Rahmenausleseperiode (T ), Verteilperiode (T ) und Ein-

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fangperiode (T, ) der vertikalen Austastlücke (L·) eines Bildübertragungsverfahrens entspricht.

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4. Festkörper-Bildabtaster zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er parallel zu den Transferelektroden (4) in Y-Richtung gesehen vor der ersten Transferelektrode eine ebenfalls auf der Isolierschicht (2) angebrachte Eingabeelektrode (6) und vor der Eingabeelektrode (6) eine in das Substrat (1) Ladungsträger (e) injizierende Diffusionsschicht (5) aufweist.